KR100879491B1 - Genetically engineered pyrroloquinoline quinone dependent glucose dehydrogenase comprising an amino acid insertion - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아시네토백터 칼코아세티커스 (Acinetobacter calcoaceticus) 로부터 알려진 아미노산 서열에 상응하는 428 및 429 위치 사이에 아미노산 삽입을 포함하는 가용성 피롤로퀴놀린 퀴논 (PQQ)-의존성 글루코오스 디히드로게나아제 (s-GDH) 의 개선된 변이체, 그러한 s-GDH 변이체를 엔코딩 하는 유전자, 글루코오스에 대한 개선된 기질 특이성을 갖는 상기 s-GDH 의 단백질, 및 그러한 s-GDH 변이체의 상이한 적용, 특히 시료 중 당의 농도, 그중에서도 글루코오스의 농도를 결정하기 한 적용에 관한 것이다. The present invention is Acinetobacter ( Acinetobacter) calcoaceticus ) improved variants of soluble pyrroloquinoline quinone (PQQ) -dependent glucose dehydrogenase (s-GDH) comprising amino acid insertions between positions 428 and 429 corresponding to known amino acid sequences, such s-GDH variants Gene encoding the protein, the protein of said s-GDH with improved substrate specificity for glucose, and different applications of such s-GDH variants, in particular for application to determine the concentration of sugars in the sample, inter alia, the concentration of glucose.

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Description

아미노산 삽입을 포함하는 유전자 엔지니어링된 피롤로퀴놀린 퀴논 의존성 글루코오스 디히드로게나아제 {GENETICALLY ENGINEERED PYRROLOQUINOLINE QUINONE DEPENDENT GLUCOSE DEHYDROGENASE COMPRISING AN AMINO ACID INSERTION}Genetically engineered pyrroloquinoline quinone-dependent glucose dehydrogenases comprising amino acid insertions {GENETICALLY ENGINEERED PYRROLOQUINOLINE QUINONE DEPENDENT GLUCOSE DEHYDROGENASE COMPRISING AN AMINO ACID INSERTION}

본 발명은 아시네토백터 칼코아세티커스 (Acinetobacter calcoaceticus) 로부터 알려진 아미노산 서열에 상응하는 428 및 429 위치 사이에 아미노산 삽입을 포함하는 가용성 피롤로퀴놀린 퀴논 (PQQ)-의존성 글루코오스 디히드로게나아제 (s-GDH) 의 개선된 변이체, 그러한 s-GDH 변이체를 엔코딩 하는 유전자, 글루코오스에 대한 개선된 기질 특이성을 갖는 상기 s-GDH 의 단백질, 및 그러한 s-GDH 변이체의 상이한 적용, 특히 시료 중 당의 농도, 그중에서도 글루코오스의 농도를 결정하기 위한 적용에 관한 것이다. The present invention is Acinetobacter ( Acinetobacter) calcoaceticus ) improved variants of soluble pyrroloquinoline quinone (PQQ) -dependent glucose dehydrogenase (s-GDH) comprising amino acid insertions between positions 428 and 429 corresponding to known amino acid sequences, such s-GDH variants Genes encoding, proteins of said s-GDH with improved substrate specificity for glucose, and different applications of such s-GDH variants, in particular for determining the concentration of sugars in the sample, inter alia, the concentration of glucose.

혈액 글루코오스 농도의 측정은 당뇨의 임상적 진단 및 관리에 매우 중요하다. 전세계적으로 약 1억 5000만명이 만성 질병인 당뇨병을 앓고 있으며, WHO 에 따르면 이 숫자는 2025년도까지 2배가 될 수 있다. 당뇨가 쉽게 진단되고 치료되기는 하지만, 성공적인 장기적 관리는 혈액 글루코오스 농도를 신속하고 정확하게 기록할 수 있는 저가의 진단 도구를 필요로 한다. PQQ-의존성 글루코오스 디히드로게나아제 (EC 1.1.99.17) 는 글루코오스가 글루코놀락톤으로 산화되는 반응을 촉매화한다. 따라서, 이러한 유형의 효소는 혈당 측정에 사용된다. 이러한 도구 중 하나는 아시네토백터 칼코아세티커스로부터 원래 유래되는 피롤로퀴놀린 퀴논-함유 효소인 가용성 글루코오스 디히드로게나아제 (s-GlucDOR, EC 1.1.99.17) 이다.Measurement of blood glucose levels is of great importance for the clinical diagnosis and management of diabetes. Around 150 million people worldwide have diabetes, a chronic disease, and the number could double by 2025, according to the WHO. Although diabetes is easily diagnosed and treated, successful long-term management requires low-cost diagnostic tools that can record blood glucose levels quickly and accurately. PQQ-dependent glucose dehydrogenase (EC 1.1.99.17) catalyzes the reaction in which glucose is oxidized to gluconolactone. Thus, this type of enzyme is used to measure blood glucose. One such tool is soluble glucose dehydrogenase (s-GlucDOR, EC 1.1.99.17), a pyrroloquinoline quinone-containing enzyme originally derived from acinetovector chalcocaceticus.

퀴노단백질은 퀴논을 보조인자로 사용하여 알코올, 아민 및 알도오스를, 그들의 상응하는 락톤, 알데하이드 및 알돌산으로 산화시킨다 (Duine, J. A. Energy generation and the glucose dehydrogenase pathway in Acinetobacter in "The Biology of Acinetobacter" (1991) 295-312, New York, Plenum Press; Duine, J. A., Eur J Biochem 200 (1991) 271-284; Davidson, V. L., in "Principles and applications of quinoproteins" (1993) the whole book, New York, Marcel Dekker; Anthony, C, Biochem. J. 320 (1996) 697-711; Anthony, C. and Ghosh, M., Current Science 72 (1997) 716-727; Anthony, C, Biochem. Soc. Trans. 26 (1998) 413-417; Anthony, C. and Ghosh, M., Prog. Biophys. MoI. Biol. 69 (1998) 1-21). 퀴노단백질 중, 비공유적으로 결합된 2,7,9-트리카르복시-lH-피롤로[2,3-f]퀴놀린-4,5-디온 (PQQ) 보조인자를 함유하는 것이 가장 큰 하위군을 구성한다 (Duine 1991, 상기 참조). 지금까지 알려진 모든 박테리아성 퀴논 글루코오스 디히드로게나아제는 PQQ 를 보조인자로 갖는 상기 하위군에 속한다 (Anthony and Ghosh 1997 위 참조, Goodwin, P.M. and Anthony, C, Adv. Microbiol. Physiol. 40 (1998) 1-80; Anthony, C, Adv. in Phot, and Resp. 15 (2004) 203-225).Quinoproteins use quinones as cofactors to oxidize alcohols, amines and aldoses to their corresponding lactones, aldehydes and aldol acids (Duine, JA Energy generation and the glucose dehydrogenase pathway in Acinetobacter in "The Biology of Acinetobacter" ( 1991) 295-312, New York, Plenum Press; Duine, JA, Eur J Biochem 200 (1991) 271-284; Davidson, VL, in "Principles and applications of quinoproteins" (1993) the whole book, New York, Marcel Dekker; Anthony, C, Biochem. J. 320 (1996) 697-711; Anthony, C. and Ghosh, M., Current Science 72 (1997) 716-727; Anthony, C, Biochem. Soc. Trans. 26 ( 1998) 413-417; Anthony, C. and Ghosh, M., Prog.Biophys.MoI. Biol. 69 (1998) 1-21). Among the quinoproteins, the largest subgroup contains noncovalently bound 2,7,9-tricarboxy-lH-pyrrolo [2,3-f] quinoline-4,5-dione (PQQ) cofactors. (Duine 1991, supra). All bacterial quinone glucose dehydrogenases known to date belong to this subgroup with PQQ as a cofactor (see Anthony and Ghosh 1997, Goodwin, PM and Anthony, C, Adv. Microbiol. Physiol. 40 (1998) 1 -80; Anthony, C, Adv. In Phot, and Resp. 15 (2004) 203-225).

두 종류의 PQQ-의존성 글루코오스 디히드로게나아제 (EC 1.1.99.17) 가 박테리아에서 특성화되었다: 하나는 막결합 (m-GDH) 이며, 다른 것은 가용성 (s-GDH) 이다. 상기 두 유형은 어떠한 현저한 서열 상동성도 공유하지 않았다 (Cleton- Jansen, A. M., et al., Mol. Gen. Genet. 217 (1989) 430-436; Cleton-Jansen, A. M., et al., Antonie Van Leeuwenhoek 56 (1989) 73-79; Oubrie, A., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 96 (1999) 11787-11791). 이들은 그 동역학적 특성 및 그 면역학적 특성 모두에 있어서 상이하다 (Matsushita, K., et al., Bioscience Biotechnol. & Biochem. 59 (1995) 1548-1555). m-GDHs 는 그람-음성 박테리아에서 보편적이지만, s-GDH 는 A. 칼시코아세티커스 (Duine, J.A., 1991a; Cleton-Jansen, A.M. et al., J. Bacteriol. 170 (1988) 2121-2125; Matsushita and Adachi, 1993) 및 A. 바우마니이 (A. baumannii) (JP 11243949) 와 같은 아시네토백터 균주의 원형질막주위 공간에서만 발견되었다.Two kinds of PQQ-dependent glucose dehydrogenase (EC 1.1.99.17) have been characterized in bacteria: one is membrane binding (m-GDH) and the other is soluble (s-GDH). The two types did not share any significant sequence homology (Cleton-Jansen, AM, et al., Mol. Gen. Genet. 217 (1989) 430-436; Cleton-Jansen, AM, et al., Antonie Van Leeuwenhoek 56 (1989) 73-79; Oubrie, A., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96 (1999) 11787-11791). They differ in both their kinetic and immunological properties (Matsushita, K., et al., Bioscience Biotechnol. & Biochem. 59 (1995) 1548-1555). m-GDHs are common in gram-negative bacteria, while s-GDH is A. calcicoaceticus (Duine, JA, 1991a; Cleton-Jansen, AM et al., J. Bacteriol. 170 (1988) 2121-2125; Matsushita and was only found in Adachi, 1993) and A. Bauer maniyi (A. baumannii) (JP 11243949) and periplasmic space of ahsine Saturday vectors such strains.

서열 데이터베이스를 통해, 전장 A. 칼코아세티커스 s-GDH 와 상동성인 두개의 서열이 E. 콜라이 (E. coli) K-12 및 시네코시스티스 종에서 확인되었다. 추가적으로, A. 칼코아세티커스 s-GDH 와 상동성인 두 개의 불완전 서열이 또한 P. 애루지노사 (P. aeruginosa) 및 보데텔라 퍼투시스 (Bordetella pertussis) (Oubrie et al. 1999 a, b, c) 및 엔테로박터 인터미디엄 (Enterobacter intermedium) (Kim, CH. et al., Current Microbiol. 47 (2003) 457-461) 에서 각각 발견되었다. 이들 4 개의 비특성화 단백질의 추론된 아미노산 서열은 A. 칼코아세티커스 s-GDH 와 밀접하게 관련되며 추정 활성 부위 내의 많은 잔기가 완전 히 보존 되어 있다. 이러한 동종 단백질은 유사한 구조를 가지며 유사한 PQQ-의존성 반응을 촉진시킬 수 있다 (Oubrie et al., 1999 a, b, c; Oubrie A., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 143-151; Reddy, S., and Bruice, T.C., J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 2431-2438; Yamada, M. et al., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 185-192).Through the sequence database, two sequences homologous to the full-length A. Calcoaceticus s-GDH were identified in E. coli K-12 and Cynecosistis species. Additionally, A. Sethi knife core coarse s-GDH and two incomplete sequences homologous to the P. Additionally Ke Rouge labor (P. aeruginosa) and Bode telra pertussis (Bordetella pertussis ) (Oubrie et al. 1999 a, b, c) and Enterobacter intermedium (Kim, CH. et al., Current Microbiol. 47 (2003) 457-461), respectively. The deduced amino acid sequences of these four uncharacterized proteins are closely related to A. Calcoaceticus s-GDH and many residues within the putative active site are completely conserved. Such homologous proteins have similar structures and can promote similar PQQ-dependent responses (Oubrie et al., 1999 a, b, c; Oubrie A., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 143-151; Reddy, S., and Bruice, TC, J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 2431-2438; Yamada, M. et al., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 185-192).

박테리아성 s-GDH 및 m-GDH 는 꽤 다른 서열 및 다른 기질 특이성을 지니는 것으로 발견되었다. 예를 들어, A. 칼코아세티커스는 두 개의 다른 PQQ-의존성 글루코오스 디히드로게나아제를 함유하며, 하나는 생체 내에서 활성인 m-GDH 이고, 기타는 오로지 시험관 내 활성만 나타낼 수 있는 s-GDH 로 불린다. Cleton-Jansen 등, 1988; 1989 a, b 는 두 개의 GDH 효소를 코딩하는 유전자를 클로닝하였고 이들 GDH 유전자 모두의 DNA 서열을 결정하였다. m-GDH 및 s-GDH 간에 명백한 상동성이 없으며 m-GDH 및 s-GDH 가 두 개의 완전히 상이한 분자를 나타내는 것을 확증한다 (Laurinavicius, V., et al, Biologija (2003) 31-34).The bacterial s-GDH and m-GDH have been found to have quite different sequences and different substrate specificities. For example, A. Calcoaceticus contains two different PQQ-dependent glucose dehydrogenases, one is m-GDH active in vivo, and the other is s- which can only display in vitro activity. It is called GDH. Cleton-Jansen et al., 1988; 1989 a, b cloned a gene encoding two GDH enzymes and determined the DNA sequence of both of these GDH genes. There is no apparent homology between m-GDH and s-GDH and it is confirmed that m-GDH and s-GDH represent two completely different molecules (Laurinavicius, V., et al, Biologija (2003) 31-34).

A. 칼코아세티커스로부터의 s-GDH 유전자가 E. 콜라이에 클로닝되었다. 세포 내에서 제조된 후, s-GDH 는 세포질막을 통해 원형질막주위 공간으로 이동한다 (Duine, J. A., Energy generation and the glucose dehydrogenase pathway in Acinetobacter in "The Biology of Acinetobacter" (1991) 295-312, New York, Plenum Press; Matsushita, K. and Adachi, O., Bacterial quinoproteins glucose dehydrogenase and alcohol dehydrogenase in "Principles and applications of Quinoproteins" (1993) 47-63, New York, Marcel Dekker). A. 칼코아세티커스 로부터의 천연 s-GDH 와 같이, E. 콜라이에서 발현되는 재조합 s-GDH 는 단량체 당 3 개의 칼슘 이온 및 1 개의 PQQ 분자를 갖는 동종이합체이다 (Dokter, P. et al., Biochem. J. 239 (1986) 163-167; Dokter, P. et al., FEMS Microbiol. Lett. 43 (1987) 195-200; Dokter, P. et al., Biochem. J. 254 (1988) 131-138; Olsthoorn, A. and Duine, J. A., Arch. Biochem. Biophys. 336 (1996) 42-48; Oubrie, A., et al., J. MoI. Biol. 289 (1999) 319-333, Oubrie, A., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 96 (1999) 11787-11791, Oubrie, A., et al., Embo J. 18 (1999) 5187- 5194). s-GDH 는 광범위한 모노사카리드 및 다이사카리드를 상응하는 케톤으로 산화시키고, 이는 나아가 알돈산으로 가수분해되며, 이는 또한 PMS (페나진 메토술페이트), DCPIP (2,6-디클로로페놀린도페놀), WB (Wurster's blue) 및 단쇄 유비퀴논 예컨대 유비퀴논 Q1 및 유비퀴논 Q2 (Matsushita, K., et al., Biochem. 28 (1989) 6276-6280; Matsushita, K., et al., Antonie Van Leeuwenhoek 56 (1989) 63-72), 몇몇의 인위적 전자 수용체 예컨대 N-메틸페나조늄 메틸 술페이트 (Olsthoorn, A. J. and Duine, J. A., Arch. Biochem. Biophys. 336 (1996) 42-48; Olsthoorn, A. J. and Duine, J. A., Biochem. 37 (1998) 13854-13861) 및 전도성 중합체 (Ye, L., et al., Anal. Chem. 65 (1993) 238) 에 전자를 제공할 수 있다. 글루코오스에 대한 s-GDH 의 높은 특이적 활성 (specific activity) (Olsthoorn, A. J. and Duine, J. A., (1996), 위 참조) 및 그의 넓은 인위적 전자 수용체 특이성을 고려하여, 이 효소는 분석적 적용, 특히 진단 적용에서의 글루코오스 측정을 위한 테스트 스트립 (test strip) 또는 (바이오-)센서에서의 사용에 적합하다 (Kaufmann, N. et al., Development and evaluation of a new system for determining glucose from fresh capillary blood and heparinised blood in "Glucotrend" (1997) 1-16, Boehringer Mannheim GmbH; Malinauskas, A.; et al., Sensors and Actuators, B: Chemical BlOO (2004) 395-402).The s-GDH gene from A. Calcoaceticus was cloned into E. coli. After being produced intracellularly, s-GDH travels through the cytoplasmic membrane to the periplasm (Duine, JA, Energy generation and the glucose dehydrogenase pathway in Acinetobacter in "The Biology of Acinetobacter" (1991) 295-312, New York , Plenum Press; Matsushita, K. and Adachi, O., Bacterial quinoproteins glucose dehydrogenase and alcohol dehydrogenase in "Principles and applications of Quinoproteins" (1993) 47-63, New York, Marcel Dekker). Like native s-GDH from A. chalcoaceticus, recombinant s-GDH expressed in E. coli is a homodimer with three calcium ions and one PQQ molecule per monomer (Dokter, P. et al. , Biochem. J. 239 (1986) 163-167; Dokter, P. et al., FEMS Microbiol. Lett. 43 (1987) 195-200; Dokter, P. et al., Biochem. J. 254 (1988) 131-138; Olsthoorn, A. and Duine, JA, Arch.Biochem.Biophys. 336 (1996) 42-48; Oubrie, A., et al., J. MoI. Biol. 289 (1999) 319-333, Oubrie, A., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96 (1999) 11787-11791, Oubrie, A., et al., Embo J. 18 (1999) 5187-5194). s-GDH oxidizes a wide range of monosaccharides and disaccharides to the corresponding ketones, which are further hydrolyzed to aldonic acid, which is also PMS (phenazine methosulfate), DCPIP (2,6-dichlorophenolrindophenol ), WB (Wurster's blue) and short-chain ubiquinones such as ubiquinone Q1 and ubiquinone Q2 (Matsushita, K., et al., Biochem. 28 (1989) 6276-6280; Matsushita, K., et al., Antonie Van Leeuwenhoek 56 (1989) 63-72), several artificial electron acceptors such as N-methylphenazonium methyl sulphate (Olsthoorn, AJ and Duine, JA, Arch. Biochem. Biophys. 336 (1996) 42-48; Olsthoorn, AJ and Duine, JA, Biochem. 37 (1998) 13854-13861) and conductive polymers (Ye, L., et al., Anal. Chem. 65 (1993) 238). In view of the high specific activity of s-GDH against glucose (Olsthoorn, AJ and Duine, JA, (1996), see above) and its broad artificial electron acceptor specificity, this enzyme is useful for analytical applications, in particular diagnostics. Suitable for use in test strips or (bio-) sensors for measuring glucose in applications (Kaufmann, N. et al., Development and evaluation of a new system for determining glucose from fresh capillary blood and heparinised blood in "Glucotrend" (1997) 1-16, Boehringer Mannheim GmbH; Malinauskas, A .; et al., Sensors and Actuators, B: Chemical BlOO (2004) 395-402).

글루코오스 산화는 3개 이상의 상당히 다른 군의 효소, 즉, NAD/P-의존성 글루코오스 디히드로게나아제, 플라보단백질 글루코오스 옥시다제 또는 퀴노단백질 GDH (Duine, J.A., Biosens. Bioelectronics 10 (1995) 17-23) 에 의해 촉매화될 수 있다. 환원된 s-GDH 의 다소 느린 자체산화가 관찰되었으며, 산소가 s-GDH 에 대한 매우 빈약한 수용체임을 나타냈다 (Olsthoorn and Duine, 1996). s-GDH 는 환원된 퀴논으로부터 PMS, DCPIP, WB 와 같은 매개체 및 Q1 및 Q2 과 같은 단쇄 유비퀴논에 전자를 효율적으로 제공할 수 있지만, 이는 산소에 직접 전자를 효율적으로 제공할 수 없다.Glucose oxidation involves at least three significantly different groups of enzymes: NAD / P-dependent glucose dehydrogenase, flavoprotein glucose oxidase or quinoprotein GDH (Duine, JA, Biosens. Bioelectronics 10 (1995) 17-23 Can be catalyzed by Somewhat slow self-oxidation of the reduced s-GDH was observed, indicating that oxygen is a very poor receptor for s-GDH (Olsthoorn and Duine, 1996). s-GDH can efficiently provide electrons from reduced quinones to mediators such as PMS, DCPIP, WB and short-chain ubiquinones such as Q1 and Q2, but this cannot efficiently provide electrons directly to oxygen.

예를 들어 당뇨 환자로부터의 혈액, 혈청 및 소변 중의 글루코오스 수준을 모니터 하기 위한 통상적인 테스트 스트립 및 센서는 글루코오스 옥시다아제를 사용한다. 효소의 성능은 산소 농도에 의존한다. 공기 중 상이한 산소 농도를 갖는 상이한 고도에서의 글루코오스 측정은 잘못된 결과를 초래할 수 있다. PQQ-의존성 글루코오스 디히드로게나아제의 주요 장점은 그의 산소로부터의 독립성이다. 이러한 중요한 특징은, 예를 들어, US 6,103,509 에 기술되어 있으며, 여기서 막결합 GDH 의 몇몇의 특징이 조사된다.For example, conventional test strips and sensors for monitoring glucose levels in blood, serum and urine from diabetic patients use glucose oxidase. The performance of the enzyme depends on the oxygen concentration. Glucose measurements at different altitudes with different oxygen concentrations in air can lead to erroneous results. The main advantage of PQQ-dependent glucose dehydrogenase is its independence from oxygen. This important feature is described, for example, in US Pat. No. 6,103,509, where several features of membrane bound GDH are investigated.

이 분야로의 중요한 기여는 적절한 매개체와 함께 s-GDH 의 사용이었다. s-GDH 기재 테스트 스트립 장치 및 분석 방법은 US 5,484,708 에 상세하게 개시되어 있다. 이 특허는 또한 글루코오스 측정을 위한 분석의 셋업 (set-up) 및 s-GDH-기재 시험 스트립의 제조를 포함한다. 그에 기술된 방법 및 여기에 인용된 문헌이 참조문으로서 포함된다.An important contribution to this area was the use of s-GDH with appropriate mediators. s-GDH based test strip devices and analysis methods are described in detail in US Pat. No. 5,484,708. This patent also includes the setup of an assay for glucose measurement and the manufacture of s-GDH-based test strips. The methods described therein and the literature cited therein are incorporated by reference.

글루코오스 디히드로게나아제 활성을 갖는 효소에 대한 다양한 적용 방법에 대한 특정 자료를 포함하는 상기 분야에 관련한 기타 특허 또는 출원은 US 5,997,817; US 6,057,120; EP 0 620 283; 및 JP 11-243949-A 이다.Other patents or applications related to this field, including specific data on various methods of application for enzymes with glucose dehydrogenase activity, are described in US 5,997,817; US 6,057,120; EP 0 620 283; And JP 11-243949-A.

s-GDH 및 반응이 일어날 때의 색 변화를 생성하는 지시약 (Kaufmann et al. 1997 위 참조) 을 이용하는 시판되는 시스템은 Roche Diagnostics GmbH 에 의해 유통되는 Glucotrend® 이다. A commercially available system using s-GDH and an indicator (see Kaufmann et al. 1997 above) that produces a color change when the reaction occurs is Glucotrend ® distributed by Roche Diagnostics GmbH.

PQQ 의존성 s-GDH 의 사용에 대한 상기된 장점에도 불과하고, 글루코오스의 측정에서 단점 또한 고려되어야 한다. 상기 효소는 m-GDH 에 비해 다소 넓은 기질 범위를 갖는다. 즉, s-GDH 는 글루코오스 뿐만이 아니라 말토오스, 갈락토오스, 락토오스, 만노오스, 자일로오스 및 리보오스를 포함하는 기타 몇몇의 당 또한 산화시킨다 (Dokter et al. 1986 a; Oubrie A., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 143-151). 글루코오스 이외의 당에 대한 반응성은 어떤 경우에 혈액 글루코오스 수준 측정의 정확성을 감소시킬 수 있다. 특히, 이코덱스트린 (글루코오스 중합체) 처리된 복막 투석 중의 환자는 그의 체액, 예를 들어 혈액 중, 높은 수준의 기타 당, 특히 말토오스를 함유할 수 있다 (Wens, R., et al., Perit. Dial. Int. 18 (1998).603-609).In addition to the advantages described above for the use of PQQ dependent s-GDH, the disadvantages in measuring glucose should also be considered. The enzyme has a rather broad substrate range compared to m-GDH. That is, s-GDH oxidizes not only glucose but also some other sugars, including maltose, galactose, lactose, mannose, xylose and ribose (Dokter et al. 1986 a; Oubrie A., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 143-151). Reactivity to sugars other than glucose can in some cases reduce the accuracy of measuring blood glucose levels. In particular, a patient in peritoneal dialysis treated with Icodextrin (glucose polymer) may contain high levels of other sugars, especially maltose, in their body fluids, for example blood (Wens, R., et al., Perit.Dial) Int. 18 (1998) .603-609).

따라서, 예컨대 당뇨 환자, 특히 신장 합병증이 있는 환자 및 특히 투석 중의 환자로부터 수득된 임상 시료는 상당 수준의 기타 당, 특히 말토오스를 함유할 수 있다. 이러한 위독한 환자로부터 수득된 시료에서의 글루코오스 측정은 말토오스에 의해 손상될 수 있다 (Davies, D., Perit. Dial. Int. 14 (1994) 45-50; Frampton, J. E.; and Plosker, G. L, Drugs 63 (2003) 2079-2105).Thus, clinical samples, such as obtained from diabetic patients, in particular patients with renal complications and especially patients during dialysis, may contain significant levels of other sugars, in particular maltose. Glucose measurements in samples obtained from these critical patients can be compromised by maltose (Davies, D., Perit. Dial. Int. 14 (1994) 45-50; Frampton, JE; and Plosker, G. L, Drugs 63 (2003) 2079-2105).

변경된 기질 특이성을 갖는 개질된 PQQ-의존성 s-GDH 를 제조하기 위한 시도에 대한 보고가 문헌에 거의 없다. [Igarashi, S., et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 264 (1999) 820-824] 은 Glu277 위치에서의 점 돌연변이 도입이 변경된 기질 특이성 프로파일을 갖는 돌연변이를 초래하는 것을 보고한다. There are very few reports in the literature on attempts to produce modified PQQ-dependent s-GDH with altered substrate specificity. Igarashi, S., et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 264 (1999) 820-824 report that point mutation introduction at the Glu277 position results in mutations with altered substrate specificity profiles.

Sode (EP 1 176 202) 는 s-GDH 내의 특정 아미노산 치환이 개선된 글루코오스 친화성을 갖는 s-GDH 돌연변이를 초래하는 것을 보고한다. EP 1 167 519 에서는, 동일 저자가, 개선된 안정성을 갖는 돌연변이 s-GDH 에 대해 보고한다. 추가적으로, 동일 저자는 JP2004173538 에서, 글루코오스에 대한 개선된 친화성을 갖는 기타 s-GDH 에 대해 보고한다.Sode (EP 1 176 202) reports that certain amino acid substitutions in s-GDH result in s-GDH mutations with improved glucose affinity. In EP 1 167 519 the same author reports on mutant s-GDH with improved stability. In addition, the same author reports on other s-GDHs with improved affinity for glucose in JP2004173538.

Kratzsch, P. 등 (WO 02/34919) 은 글루코오스에 대한 s-GDH 의 특이성이 기타 당 기질에 비교하여, 특히 말토오스와 비교하여, s-GDH 의 특정 위치에서의 아미노산 치환에 의해 개선될 수 있다는 것을 보고한다.Kratzsch, P. et al. (WO 02/34919) found that the specificity of s-GDH to glucose can be improved by amino acid substitution at certain positions of s-GDH compared to other sugar substrates, especially compared to maltose. Report it.

Takeshima, S. 등 (EP 1 367 120) 은 아시네토백터 칼코아세티커스로부터 알려진 아미노산 서열에 상응하는, 427 및 428 위치 사이의 아미노산 삽입 또는 특정 아미노산 치환을 포함하는 돌연변이 s-GDH 에 대해 보고한다. Takeshima, S. et al. (EP 1 367 120) report on mutant s-GDH comprising amino acid insertions or specific amino acid substitutions between positions 427 and 428, corresponding to known amino acid sequences from acinetovector chalcocetitices. .

그러나, 개선된 특성을 갖는 s-GDH 의 돌연변이 또는 변이체 생성에 대해 꽤 많은 개선이 보고되었지만, 추가적인 대안 및/또는 추가의 개선이 여전히 필요하다.However, although quite a few improvements have been reported for the generation of mutations or variants of s-GDH with improved properties, further alternatives and / or further improvements are still needed.

이미 공지된 돌연변이와 함께, 또는 단독으로, 기질로서 글루코오스에 대한 개선된 특이성을 초래하는 추가의 s-GDH 의 돌연변이 또는 변이체 형태에 대한 많은 요구 및 임상적 필요가 존재한다.There are many demands and clinical needs for additional mutations or variant forms of s-GDH that result in improved specificity for glucose as a substrate, alone or in combination with known mutations.

본 발명의 과제는 이미 공지된 돌연변이와 함께, 또는 단독으로, 기타 선택된 당 분자, 예를 들어 갈락토오스 또는 말토오스와 비교하여 현저히 개선된 글루코오스에 대한 기질 특이성을 초래하는, s-GDH 의 새로운 돌연변이 또는 변이체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is a novel mutation or variant of s-GDH, alone or in combination with known mutations, resulting in substrate specificity for glucose which is significantly improved compared to other selected sugar molecules such as galactose or maltose. To provide.

놀랍게도, 아시네토백터 칼코아세티커스로부터 알려진 아미노산 서열에 상응하는, s-GDH 의 428 및 429 위치 사이에 아미노산 삽입을 하여 기타 당에 비해 글루코오스에 대한 s-GDH 의 기질 특이성을 현저히 개선할 수 있으며, 이에 따라 당업계에 알려진 상기된 문제들을 적어도 부분적으로 해결하는 것이 가능함을 발견하였다.Surprisingly, amino acid insertions between positions 428 and 429 of s-GDH, which correspond to the amino acid sequences known from Acinetovector chalcocaceticus, can significantly improve the substrate specificity of s-GDH for glucose over other sugars. Thus, it has been found possible to at least partially solve the above-mentioned problems known in the art.

기타 선택된 당 분자와 비교한 글루코오스에 대한 기질 특이성은 본 발명에 따른 s-GDH 의 삽입 변형을 제공하여 현저히 개선되었으며 여기서 하기 및 부가된 청구항에 기술된 바와 같다.Substrate specificity for glucose compared to other selected sugar molecules is markedly improved by providing an insertion modification of s-GDH according to the present invention, as described in the following and appended claims.

s-GDH 의 새로운 형태의 개선된 기질 특이성에 때문에, 다양한 적용 분야에 서 글루코오스 측정을 위한 상당한 기술적 발전이 가능하다. 개선된 s-GDH 변이체는 생물학적 시료 중, 특히 테스트 스트립 장치 또는 바이오센서에서 글루코오스의 특이적 검출 또는 측정을 위해 매우 유리하게 사용될 수 있다.Because of the improved substrate specificity of the new form of s-GDH, significant technological advances are possible for glucose measurement in a variety of applications. The improved s-GDH variant can be very advantageously used for the specific detection or measurement of glucose in biological samples, especially in test strip devices or biosensors.

본 발명의 개요:Summary of the invention:

본 발명은 PQQ-의존성 가용성 글루코오스 디히드로게나아제 (s-GDH) 로도 알려진 EC 1.1.99.17 의 가용성 형태의 변이체에 관한 것이며, 상기 변이체는 A. 칼코아세티커스로부터의 s-GDH 야생형 서열 (SEQ ID NO: 2) 의 428 및 429 위치에 상응하는 아미노산 위치 사이에 하나 이상의 아미노산 잔기 삽입, 및 임의로 하나 이상의 아미노산 치환, 바람직하게 328 및 428 위치에서의 치환을 추가로 포함한다.The present invention relates to a variant of the soluble form of EC 1.1.99.17, also known as PQQ-dependent soluble glucose dehydrogenase (s-GDH), wherein the variant is an s-GDH wild type sequence (SEQ) from A. Calcoaceticus. One or more amino acid residue insertions between amino acid positions corresponding to positions 428 and 429 of ID NO: 2), and optionally one or more amino acid substitutions, preferably substitutions at positions 328 and 428.

개선된 특성, 특히 글루코오스에 대한 증가된 특이성을 나타내는 s-GDH 의 바람직한 변이체 및 그러한 변이체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열, 그러한 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 발현 벡터, 및 상기 발현 벡터를 포함하는 숙주 세포 또한 제공된다.Also provided are preferred variants of s-GDH that exhibit improved properties, particularly increased specificity for glucose, and polynucleotide sequences encoding such variants, expression vectors comprising such polynucleotide sequences, and host cells comprising the expression vectors. do.

본 발명은 추가적으로 특히 테스트 스트립 장치 또는 바이오센서에 의한, 글루코오스의 측정 방법에서 본 발명에 따른 변이체의 사용에 관한 것이다.The invention further relates to the use of the variant according to the invention in a method of measuring glucose, in particular by a test strip device or a biosensor.

하기 실시예, 참조, 서열 목록 및 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되었으며, 그의 정확한 범위는 부가된 청구항에 설명되어 있다. 본 발명의 의도에서 벗어나지 않으며, 기재된 방법에 변경이 있을 수 있다.The following examples, references, sequence listings and figures are provided to aid the understanding of the present invention, the exact scope of which is set forth in the appended claims. Changes may be made in the methods described without departing from the spirit of the invention.

도 1: 서열 상동성에 따라 정렬된 A. 칼코아세티커스 PQQ-의존성 s-GDH (상) 및 A. 바우마니이 s-GDH (하) 의 단백질 서열. Figure 1: Protein sequences of A. chalcoaceticus PQQ-dependent s-GDH (top) and A. Baumaniyi s-GDH (bottom) aligned according to sequence homology.

도 2: 가용성 PQQ-의존성 글루코오스 디히드로게나아제의 야생형 또는 돌연변이 DNA 서열을 각각 포함하는, 실시예 1 에서 언급된 pACSGDH 의 예시. 2: Illustration of pACSGDH referred to in Example 1, each comprising a wild type or mutant DNA sequence of soluble PQQ-dependent glucose dehydrogenase.

도 3: 가용성 PQQ-의존성 글루코오스 디히드로게나아제의 야생형 DNA 서열을 포함하는 실시예 1 에서 언급된 pACSGDH 벡터의 뉴클레오티드 (DNA) 서열. 3: Nucleotide (DNA) sequence of the pACSGDH vector referred to in Example 1, comprising the wild type DNA sequence of soluble PQQ-dependent glucose dehydrogenase.

본 발명의 상세한 설명:Detailed description of the invention:

상기에 언급된 바와 같이, 글루코오스 디히드로게나아제 활성을 갖는 두 개의 완전히 다른 퀴노단백질 효소 유형 (막결합 및 가용성) 은 EC 1.1.99.17 하, 함께 분류되었다. 이러한 두 유형은 서로 관련되어 보이지 않는다.As mentioned above, two completely different quinoprotein enzyme types (membrane binding and soluble) with glucose dehydrogenase activity were classified together under EC 1.1.99.17. These two types do not look related to each other.

본 발명의 목적을 위해 오로지 가용성 형태의 GDH (s-GDH) 만이 적절하며, 그의 개선된 변형이 하기에 기술된다.Only GDH (s-GDH) in soluble form is suitable for the purposes of the present invention, and improved variants thereof are described below.

제 1 구현예에서, 본 발명은 PQQ-의존성 가용성 글루코오스 디히드로게나아제 (s-GDH) 로도 알려진 EC 1.1.99.17 의 가용성 형태의 변이체에 관한 것이며, 상기 변이체는 A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 428 및 429 위치에 상응하는 아미노산 위치 사이에 하나 이상의 아미노산 잔기삽입을 포함하며, 임의로 하나 이상의 아미노산 치환을 포함하는 변형을 추가로 포함한다.In a first embodiment, the present invention relates to a variant of the soluble form of EC 1.1.99.17, also known as PQQ-dependent soluble glucose dehydrogenase (s-GDH), wherein the variant is A. Calcoaceticus (SEQ ID). NO: 2) one or more amino acid residue insertions between amino acid positions corresponding to positions 428 and 429 of the s-GDH wild type sequence known from 2) and optionally further comprising a modification comprising one or more amino acid substitutions.

바람직하게는, 오로지 하나의 아미노산이 A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 428 및 429 위치에 상응하는 아미노산 위치 사이에 삽입된다.Preferably, only one amino acid is inserted between amino acid positions corresponding to positions 428 and 429 of the s-GDH wild type sequence known from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2).

A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO:2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 428 및 429 위치에 상응하는 아미노산 위치 사이에 아미노산 삽입을 포함하는 s-GDH 변이체는, 상기 삽입된 아미노산이 루신, 페닐알라닌, 메티오닌 및 프롤린으로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 바람직하게는 삽입된 아미노산이 프롤린이다.The s-GDH variant comprising an amino acid insertion between amino acid positions corresponding to positions 428 and 429 of the s-GDH wild type sequence known from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2), wherein the inserted amino acid is leucine, More preferably, it is selected from the group consisting of phenylalanine, methionine and proline. Preferably the inserted amino acid is proline.

가용성 PQQ-의존성 글루코오스 디히드로게나아제의 야생형 DNA-서열이 아시네토백터의 균주로부터 단리될 수 있는 것이 당업계에 공지되어 있다. 가장 바람직한 것은 아시네토백터 칼코아세티커스-유형 균주 LMD 79.41 로부터의 단리이다. 야생형 s-GDH (성숙 단백질) 의 서열이 SEQ ID NO: 2 에 제공된다. 아시네토백터의 기타 LMD 균주도 야생형 s-GDH 의 원천으로 사용될 수 있다. 이러한 서열을 A. 칼코아세티커스로부터 수득된 서열에 정렬시켜 서열 비교를 할 수 있다. 예를 들어, E. 콜라이 K12 (Oubrie, A., et al., J. MoI. Biol. 289 (1999) 319-333) 에 대해 기술된 것과 같이, 기타 박테리아 균주의 DNA-라이브러리를 스크리닝하고, 그러한 유전체에서 s-GDH 에 관련된 서열을 동정하는 것 또한 가능해 보인다. 이러한 서열 및 아직 동정되지 않은 동종 서열을 사용하여 개선된 기질 특이성을 갖는 s-GDH 를 생성할 수 있다. It is known in the art that wild-type DNA-sequences of soluble PQQ-dependent glucose dehydrogenase can be isolated from strains of acinetovectors. Most preferred is the isolation from acinetovector chalcoceticus-type strain LMD 79.41. The sequence of wild type s-GDH (mature protein) is provided in SEQ ID NO: 2. Other LMD strains of acinetovector can also be used as a source of wild type s-GDH. Such sequences can be aligned to sequences obtained from A. Calcoaceticus for sequence comparison. For example, the DNA-library of other bacterial strains can be screened, as described for E. coli K12 (Oubrie, A., et al., J. MoI. Biol. 289 (1999) 319-333), It is also possible to identify sequences related to s-GDH in such genomes. Such sequences and homologous sequences not yet identified can be used to generate s-GDH with improved substrate specificity.

본 발명의 의미에서 "변이체" 란 용어는 상응하는 야생형 서열과 비교하여, A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 의 428 및 429 위치에 상 응하는 아미노산 위치 사이에 아미노산 삽입을 갖는 단백질에 관련된다.In the sense of the present invention the term “variant” is used between amino acid positions corresponding to positions 428 and 429 of s-GDH known from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2), as compared to the corresponding wild type sequence. It relates to proteins with amino acid insertions.

본 발명의 의미에서 "돌연변이" 는 A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열과 비교하여, 상응하는 야생형 서열에 비해, 하나 이상의 아미노산 치환을 갖는 s-GDH 에 관련된다."Mutations" in the sense of the present invention are directed to s-GDH having one or more amino acid substitutions relative to the corresponding wild-type sequence as compared to the s-GDH wild-type sequence known from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2). Related.

"변이체" 또는 "돌연변이" 라는 용어는 상응하는 야생형 서열에 비교하여, A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 428 및 429 위치에 상응하는 아미노산 위치 사이에 아미노산 삽입을 가지며, 그에 추가로 하나 이상의 아미노산 치환을 갖는 s-GDH 단백질에 모두 공통적으로 적용된다.The term “variant” or “mutant” is used between amino acid positions corresponding to positions 428 and 429 of the s-GDH wild type sequence known from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2), as compared to the corresponding wild type sequence. All commonly apply to s-GDH proteins with amino acid insertions and with one or more amino acid substitutions.

추가로 바람직한 구현예에서는, s-GDH 의 개선된 변형의 효소적 또는 기능적 특성이 야생형 효소 또는 428 및 429 위치 사이에 아미노산 삽입이 없는 돌연변이와 각각 비교된다.In a further preferred embodiment, the enzymatic or functional properties of the improved modification of s-GDH are compared with wild type enzymes or mutations without amino acid insertions between positions 428 and 429, respectively.

본 발명에 따른 바람직한 변이체는 상응하는 야생형 효소에 비해, 하나 이상의 선택된 기타 당 기질과 비교하여 글루코오스에 대해 2배 이상 개선된 기질 특이성을 갖는 것을 특징으로 한다. Preferred variants according to the invention are characterized by having at least two times improved substrate specificity for glucose compared to one or more selected other sugar substrates, relative to the corresponding wild type enzyme.

기질 특이성 또는 교차반응성을 계산하기 위해, 하나의 쉬운 방법은 글루코오스를 기질로서 측정된 활성을 100% 으로 설정하고 기타 선택된 당으로 측정된 활성을 글루코오스 값과 비교하는 것이다. 가끔 장황함을 피하기 위해, 한편으로 글루코오스에 대해, 다른 한편으로 선택된 기타 당 기질에 대해 언급하지 않고, 간단하게 특이성이란 용어를 사용한다.To calculate substrate specificity or cross-reactivity, one easy way is to set glucose measured as substrate to 100% activity and compare the activity measured with other selected sugars to glucose values. To avoid occasional verbosity, one does not refer to glucose on the one hand, or to other sugar substrates selected on the other, and simply uses the term specificity.

당업자는 효소적 활성은 명확히 정의된 분석 조건을 하용하여 조사된 기질 분자의 등몰 농도에서 가장 잘 비교된다는 것을 이해할 것이다. 그렇지 않으면, 농도 차에 대한 보정을 해야 한다.Those skilled in the art will understand that enzymatic activity is best compared at equimolar concentrations of substrate molecules investigated using clearly defined assay conditions. Otherwise, a correction for the concentration difference should be made.

기질 특이성 (의 개선) 을 평가하기 위해 표준화되고 명확히 정의된 분석 조건이 선택되어야 한다. 기질로서 글루코오스에 대한 s-GDH 의 효소적 활성 및 기타 선택된 당 기질이 실시예 7 에 기술된 바와 같이 측정된다.Standardized and clearly defined assay conditions should be selected to assess substrate specificity (improvement). The enzymatic activity of s-GDH against glucose as a substrate and other selected sugar substrates are measured as described in Example 7.

글루코오스 또는 선택된 다른 당, 바람직하게는 말토오스에 대한 효소 활성 의 측정에 기초하여, 교차반응성 (및 그의 개선) 이 평가되었다.Based on the measurement of enzymatic activity against glucose or other sugars selected, preferably maltose, cross-reactivity (and improvement thereof) was evaluated.

선택된 당에 대한 s-GDH (교차)반응성이 하기와 같이 계산되었다:The s-GDH (cross) reactivity for the selected sugars was calculated as follows:

교차반응성 [%] = (선택된 당 활성/글루코오스 활성) x 100%.Cross-reactivity [%] = (selected sugar activity / glucose activity) x 100%.

상기 식에 따른 야생형 s-GDH 의 말토스에 대한 (교차)반응성은 약 105% 로 측정되었다. 갈락토오스에 대한 야생형 s-GDH (교차) 반응성은 약 50% 로 측정되었다 (표 1 참조).The (cross) reactivity of maltose of wild type s-GDH according to the above formula was measured to be about 105%. Wild-type s-GDH (cross) reactivity against galactose was determined to be about 50% (see Table 1).

(개선된) 특이성을 하기 화학식에 따른 계산하였다:The (improved) specificity was calculated according to the formula:

Figure 112007005830029-pct00001
Figure 112007005830029-pct00001

야생형 효소와 비교하여, 말토오스에 비한 글루코스 (말토오스/글루코오스) 에 대한 특이성에 있어서 10-배 이상의 개선을 갖는 s-GDH 형태, 이에 따라 말토오스를 기질로 한 것은 글루코스를 기질로하여 측정된 활성의 10,5% 이하를 갖는다. 또는, 예를 들어 돌연변이 s-GDH 가 20% (상기된 바와 같이 측정 및 계산됨) 의 말토오스에 대한 교차-반응성을 갖는다면, 따라서 이 돌연변이는 야생형 s-GDH 와 비교하여 5.25 배의 개선된 기질 특이성 (말토오스/글루코오스) 을 갖는다.Compared with wild-type enzymes, the s-GDH form with a 10-fold or more improvement in specificity for glucose (maltose / glucose) over maltose, thus maltose-based substrates, has a 10-fold activity of glucose as a substrate. , 5% or less. Or, for example, if the mutant s-GDH has cross-reactivity to maltose of 20% (measured and calculated as described above), then this mutation is 5.25 times improved substrate compared to wild type s-GDH Specificity (maltose / glucose).

기질에 대한 "특이적 활성" 이란 용어는 당업계에 널리 공지되어 있으며, 이는 바람직하게 단백질의 양 당 효소 활성을 기술하기 위해 사용된다. 글루코오스 또는 기타 당을 기질로 사용하여, GDH 분자의 특이적 활성을 측정하기 위한 다양한 방법 (Igarashi, S., et al., (1999) 위 참조) 이 당업계에서 사용된다. 이러한 측정을 위해 이용가능한 방법 중 하나는 실시예 부분에 상세하게 기술되어 있다.The term "specific activity" for a substrate is well known in the art and it is preferably used to describe the enzymatic activity per amount of protein. Various methods for measuring the specific activity of GDH molecules using glucose or other sugars as substrates (see above, Igarashi, S., et al., (1999)) are used in the art. One of the methods available for such a measurement is described in detail in the Examples section.

다수의 서로 다른 당 분자를 선택하고 그러한 선택된 임의의 당 분자와 비교한 s-GDH 의 글루코오스 특이성을 조사하는 것이 가능하지만, 그러한 비교를 위한 임상적으로 적절한 당 분자를 선택하는 것이 바람직하다. 바람직한 선택 당은 만노오스, 알로오스, 갈락토오스, 자일로오스, 및 말토오스로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 말토오스 또는 갈락토오스가 선택되며, 돌연변이 s-GDH 는, 갈락토오스 또는 말토오스와 비교한 글루코오스에 대한 개선된 기질 특이성에 대해 검사된다. 추가의 바람직한 구현예에서 선택된 당은 말토오스이다.While it is possible to select a number of different sugar molecules and investigate the glucose specificity of s-GDH compared to any such sugar molecule selected, it is desirable to select a clinically appropriate sugar molecule for such a comparison. Preferred selection sugars are selected from the group consisting of mannose, allose, galactose, xylose, and maltose. Preferably maltose or galactose is selected and the mutant s-GDH is tested for improved substrate specificity for glucose as compared to galactose or maltose. In a further preferred embodiment the sugar selected is maltose.

예를 들어, 말토오스 대 글루코오스에 있어서, 본 발명에 따른 s-GDH 변이체의 글루코오스 특이성의 개선이 꽤 상당한 것으로 발견되었다. 따라서, 하나 이상의 선택된 기타 당 기질 중 하나 이상에 대한 기질 특이성과 비교한 글루코오스에 대한 상기 기질 특이성이 3배 이상 개선되는 것이 더욱 바람직하다. 기타 바람직한 구현예는 선택된 기타 당 분자와 비교하여, 5배 이상 높거나, 또한 바람직하게 10배 이상 높은, 글루코오스에 대한 개선된 기질 특이성을 특징으로 하는 s-GDH 돌연변이를 포함한다.For example, for maltose versus glucose, the improvement in glucose specificity of the s-GDH variant according to the invention has been found to be quite significant. Thus, it is more desirable that the substrate specificity for glucose is improved by at least threefold as compared to the substrate specificity for one or more of one or more selected other sugar substrates. Other preferred embodiments include s-GDH mutations characterized by improved substrate specificity for glucose, at least 5 times higher, or preferably at least 10 times higher than other sugar molecules selected.

s-GDH 의 돌연변이는 다수의 경우 글루코오스 기질에 대한 극적으로 감소된 특이적 활성을 가진 효소 변이체를 초래한다. 그러나, 글루코오스 기질에 대한 특이적 활성의 10 배 초과의 감소 (절대적 또는 종합적) 는 일상적 적용에 대해 중요할 수 있다. 따라서, 글루코오스 기질에 대해 개선된 특이성을 갖는 s-GDH 가 야생형 효소로 측정된 글루코오스에 대헤 10% 이상의 특이적 활성을 나타내는 것이 바람직하다. 이러한 돌연변이 효소가 야생형 s-GDH 의 각각의 글루코오스 활성의 20% 이상 또는 더욱 바람직하게 30% 이상을 나타내는 것이 더욱 바람직하다.Mutations in s-GDH result in many cases of enzyme variants with dramatically reduced specific activity against glucose substrates. However, a more than 10-fold reduction (absolute or comprehensive) of specific activity on glucose substrates may be important for routine applications. Thus, it is preferred that s-GDH with improved specificity for glucose substrates exhibits at least 10% specific activity against glucose measured with wild type enzymes. It is more preferred that such mutant enzymes exhibit at least 20% or more preferably at least 30% of each glucose activity of wild type s-GDH.

더욱 바람직한 것은 말토오스 특이적 활성이 테스트 스트립 또는 액체 실험 상에서 상응하는 야생형 효소에 대해 측정된 말토오스 특이적 활성의 10% 이하 또는 단지 5% 이하일 뿐이며, 글루코오스에 대한 특이적 활성은 상응하는 야생형 효소의 글루코오스에 대한 특이 활성과 비교하여 ≥ 10% 인 돌연변이이다. More preferably, maltose specific activity is no more than 10% or only 5% or less of the maltose specific activity measured for the corresponding wild type enzyme on a test strip or liquid experiment, and the specific activity for glucose is glucose of the corresponding wild type enzyme. Mutations ≥ 10% compared to the specific activity for.

428 및 429 위치 사이에 삽입을 포함하는 s-GDH 변이체의 기질 특이성이, 이러한 변이체를 추가로 변형시켜 명확히 정의된 특정 아미노산 위치에 하나 이상의 아미노산 치환을 부가적으로 포함시킴에 의해 더욱 개선되는 것이 가능함을 발견하였다.Substrate specificity of the s-GDH variant comprising an insertion between positions 428 and 429 may be further improved by further modifying this variant to additionally include one or more amino acid substitutions at the specifically defined specific amino acid position. Found.

아시네토백터 칼코아세티커스 유형 균주 LMD 79.41 로부터 단리된 s-GDH 의 야생형 서열 SEQ ID NO: 2 로부터 알려진 아미노산 위치가 언급되며 본 발명의 달성이 매우 상세하게 기술된다. SEQ ID NO: 2 의 위치에 상응하는 서로 다른 s- GDH 단리체 (isolate) 내의 아미노산 위치가 적절한 서열 비교에 의해 쉽게 확인된다.Amino acid positions known from the wild-type sequence SEQ ID NO: 2 of s-GDH isolated from the Acinetovector chacoaceticus type strain LMD 79.41 are mentioned and the achievement of the present invention is described in greater detail. Amino acid positions in different s-GDH isolates corresponding to the positions of SEQ ID NO: 2 are readily identified by appropriate sequence comparison.

SEQ ID NO: 2 의 야생형 서열과의 s-GDH 서열의 다중 정렬 및 비교가 GCG Package Version 10.2 (Genetics Computer Group, Inc.) 의 PileUp 프로그램으로 수행되었다. PileUp 은 [Feng, D. F. and Doolittle, R. F., J. MoL Evol. 25 (1987) 351-360] 의 점진 정렬법의 간이화를 사용하여 다중 서열 정렬을 생성하며, 동일, 유사 또는 상이한 아미노산 잔기에 대한 측정 행렬이 그에 따라 정의된다. 상기 과정은 2 개의 가장 유사한 서열의 2 쌍 정렬로 시작되며, 2 개의 정렬된 서열의 집단을 생성한다. 이러한 집단은 다음의 가장 관련된 서열 또는 정렬된 서열의 집단에 정렬될 수 있다. 서열의 2 개 집단은 2 개의 개별 서열의 2 쌍 정렬의 간단한 확장에 의해 정렬될 수 있다. 최종의 정렬은 모든 서열이 최종의 2 쌍 정렬에 포함될 때까지 증가적 비유사 서열 (increasingly dissimilar sequence) 및 집단을 포함하는 점진적인 2쌍 정렬의 일련에 의해 달성된다. 이러한 식으로, 기타 동종의 s-GDH 분자 내의 위치가, 각각 SEQ ID NO: 1 및 2 에서의 A. 칼코아세티커스에 대해 제공된 위치에 상응하는 것으로 쉽게 확인될 수 있다. 그리하여 여기에 제공된 아미노산 위치가 SEQ ID NO: 2 의 아미노산 위치 또는 기타 동종 s-GDH 분자 내의 그에 상응하는 위치로 이해될 수 있는 것이다.Multiple alignment and comparison of the s-GDH sequence with the wild type sequence of SEQ ID NO: 2 was performed with the PileUp program of GCG Package Version 10.2 (Genetics Computer Group, Inc.). PileUp is described by Feng, D. F. and Doolittle, R. F., J. MoL Evol. 25 (1987) 351-360, using the simplification of the progressive alignment method to generate multiple sequence alignments, whereby measurement matrices for the same, similar or different amino acid residues are defined accordingly. The process begins with two pair alignments of the two most similar sequences, resulting in a population of two aligned sequences. This population may be aligned to the next most relevant sequence or to a population of aligned sequences. Two populations of sequences can be aligned by simple extension of two pair alignments of two separate sequences. Final alignment is achieved by a series of progressive two-pair alignments that include an incrementally dissimilar sequence and population until all sequences are included in the final two-pair alignment. In this way, it can be readily identified that the positions within other homologous s-GDH molecules correspond to the positions provided for A. chalcoacetis in SEQ ID NOs: 1 and 2, respectively. Thus, the amino acid position provided herein may be understood as the amino acid position of SEQ ID NO: 2 or a corresponding position in other homologous s-GDH molecules.

348 위치에 상응하는 위치에서의 아미노산 치환을 포함하는 s-GDH 와, s-GDH 의 428 및 429 위치 사이의 아미노산 삽입을 포함하는 돌연변이는 글루코오스에 대한 특이성과 관련하여 현저하게 긍정적인 효과를 나타내는 것이 발견되었다. 표 1 에 나타난 바와 같이, 글루코오스에 대해 개선된 특이성을 갖는 여러 s-GDH 변이체가 동정되고 생성되었다. 변이체 s-GDH 에 있어서 글루코오스 특이성의 개선은 트레오닌 348 위치의 아미노산이 적절한 기타 아미노산으로 치환되고, 적절한 아미노산이 428 및 429 위치 사이에 삽입되는 한 나타난다. 따라서 본 발명의 매우 바람직한 구현예는 A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 의 428 및 429 아미노산 사이에 삽입 및 추가적으로 348 위치에 상응하는 아미노산 위치에서의 아미노산 잔기 치환을 포함하는 PQQ-의존성 s-GDH 의 변이체 단백질에 관련된다.Mutations comprising s-GDH comprising amino acid substitutions at positions corresponding to position 348 and amino acid insertions between positions 428 and 429 of s-GDH have a markedly positive effect with respect to specificity for glucose Found. As shown in Table 1, several s-GDH variants with improved specificity for glucose were identified and generated. The improvement in glucose specificity for variant s-GDH appears as long as the amino acid at threonine position 348 is substituted with an appropriate other amino acid and the appropriate amino acid is inserted between positions 428 and 429. Thus a very preferred embodiment of the invention inserts between amino acids 428 and 429 of s-GDH known from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2) and additionally replaces amino acid residue substitutions at amino acid positions corresponding to positions 348 It relates to a variant protein of PQQ-dependent s-GDH comprising.

SEQ ID NO:2 의 169, 171, 245, 341, 349 및/또는 428 위치에 상응하는 아미노산 위치에서의 추가적인 치환이 아미노산 428 및 429 사이의 삽입 및 348 위치의 아미노산 잔기 치환을 포함하는 s-GDH 변이체의 글루코오스에 대한 특이성을 더욱 개선시키기 위한 노력에서 유리한 것이 발견되었다.S-GDH further substitution at the amino acid position corresponding to positions 169, 171, 245, 341, 349 and / or 428 of SEQ ID NO: 2 includes an insertion between amino acids 428 and 429 and an amino acid residue substitution at position 348 It has been found advantageous in an effort to further improve the specificity of the variant to glucose.

아시네토백터 칼코아세티커스 유형 균주 LMD 79.41 로부터 단리된 s-GDH 의 428 및 429 위치 사이의 아미노산의 삽입 또는 위치 348 의 트레오닌 잔기 중 어떠한 것도 s-GDH 의 기질 결합에 기여하지 않는 것으로 당업계에 공지되어 있다 (Oubrie, A., et al, Embo J. 18 (1999) 5187-5194; Oubrie, A. and Dijkstra, B. W., Protein Sci. 9 (2000) 1265-1273). s-GDH 의 상기 두 변이체가 관심 대상의 기타 당 분자와 비교하여, 특히 말토오스와 비교하여, 왜 글루코오스에 대한 기질 특이성을 개선시키는지에 대한 화학적 또는 물리학적 설명이 없다.It is known in the art that none of the insertions of amino acids between positions 428 and 429 of s-GDH isolated from the acinetovector chacoaceticus type strain LMD 79.41 or the threonine residues at position 348 contribute to substrate binding of s-GDH. Known (Oubrie, A., et al, Embo J. 18 (1999) 5187-5194; Oubrie, A. and Dijkstra, BW, Protein Sci. 9 (2000) 1265-1273). There is no chemical or physical explanation why the two variants of s-GDH improve substrate specificity for glucose compared to other sugar molecules of interest, especially compared to maltose.

추가의 바람직한 구현예에서 s-GDH 변이체는, 348 위치에서의 트레오닌 아미 노산 잔기가 알라닌, 글리신 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 잔기로 치환되는 것을 특징으로 한다. 더욱 바람직한 구현예에서는 글리신을 사용하여 위치 348 에서 트레오닌이 치환된다. T348G 란 용어는 당업자에게 공지되어 있으며 트레오닌이 348 위치에서 글리신으로 대체되는 것을 가리킨다.In a further preferred embodiment the s-GDH variant is characterized in that the threonine amino acid residue at position 348 is replaced with an amino acid residue selected from the group consisting of alanine, glycine and serine. In a more preferred embodiment, threonine is substituted at position 348 using glycine. The term T348G is known to those skilled in the art and refers to the replacement of threonine with glycine at the 348 position.

추가로 바람직한 구현예는 PQQ-의존성 가용성 글루코오스 디히드로게나아제 (s-GDH) 로도 알려진 EC 1.1.99.17 의 가용성 형태의 변이체이며, 상기 변이체는 A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 428 및 429 위치에 상응하는 아미노산 위치 사이에 하나 이상의 아미노산 잔기 삽입 및 428 위치에 상응하는 아미노산 위치에 하나 이상의 아미노산 잔기 치환을 포함한다. 바람직하게는, 428 위치에서 아스파라긴의 치환은 루신, 프롤린 및 발린에 의한 것이다. 더욱 바람직한 428 위치에서의 치환은 프롤린에 의한 것이다.A further preferred embodiment is a variant of the soluble form of EC 1.1.99.17, also known as PQQ-dependent soluble glucose dehydrogenase (s-GDH), which variant is from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2). One or more amino acid residue insertions between amino acid positions corresponding to positions 428 and 429 of the known s-GDH wild type sequence and one or more amino acid residue substitutions at amino acid positions corresponding to position 428. Preferably, the substitution of asparagine at position 428 is by leucine, proline and valine. More preferred substitution at position 428 is with proline.

본 발명에 따른 바람직한 s-GDH 변이체의 한 군은 348 위치에서의 아미노산 잔기의 치환, 및/또는 428 위치에서의 아미노산 치환 및 428 및 429 위치 사이의 아미노산 삽입을 포함한다. 이러한 변이체는 임의적으로, A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 169, 171, 245, 341, 및/또는 349 위치에 상응하는 아미노산 위치에서 하나 이상의 아미노산 치환을 포함하도록 추가로 변형될 수 있다.One group of preferred s-GDH variants according to the present invention include substitution of amino acid residues at position 348, and / or amino acid substitutions at position 428 and amino acid insertions between positions 428 and 429. Such variants optionally comprise one or more amino acid substitutions at amino acid positions corresponding to positions 169, 171, 245, 341, and / or 349 of the s-GDH wild type sequence known from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2). It may be further modified to include.

A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 169 위치에 상응하는 아미노산이 본 발명의 변이체에 치환되는 경우, 자연 발생 아미노산 루신이 페닐알라닌, 타이로신 또는 트립토판으로 치환되는 것이 바람직하다. 169 위치에서의 바람직한 치환은 페닐알라닌에 의한 것이다.When the amino acid corresponding to position 169 of the s-GDH wild type sequence known from A. chalcoceticus (SEQ ID NO: 2) is substituted for a variant of the invention, the naturally occurring amino acid leucine is substituted with phenylalanine, tyrosine or tryptophan It is preferable. Preferred substitution at position 169 is with phenylalanine.

A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 171 위치에 상응하는 아미노산이 본 발명의 변이체에 치환되는 경우, 자연 발생 아미노산 타이로신이 알라닌, 메티오닌, 글리신으로 이루어진 군으로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산에 의해 치환되는 것이 바람직하다. 171 위치에서 더욱 바람직한 치환은 글리신에 의한 것이다.When the amino acid corresponding to position 171 of the s-GDH wild-type sequence known from A. chalcoceticus (SEQ ID NO: 2) is substituted for a variant of the present invention, the group of naturally occurring amino acids tyrosine consists of alanine, methionine, glycine It is preferably substituted by an amino acid selected from the group consisting of. More preferred substitutions at position 171 are with glycine.

A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 245 위치에 상응하는 아미노산이 본 발명의 변이체에 치환되는 경우, 자연 발생 아미노산 글루탐산이 아스파르트산, 아스파라긴 또는 글루타민으로 치환되는 것이 바람직하다. 245 위치에서 더욱 바람직한 치환은 아스파르트산에 의한 것이다.When the amino acid corresponding to position 245 of the s-GDH wild type sequence known from A. chalcoceticus (SEQ ID NO: 2) is substituted for a variant of the invention, the naturally occurring amino acid glutamic acid is substituted with aspartic acid, asparagine or glutamine It is desirable to be. More preferred substitution at position 245 is with aspartic acid.

A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 341 위치에 상응하는 아미노산이 본 발명의 변이체에 치환되는 경우, 자연 발생 아미노산 메티오닌이 발린, 알라닌, 루신 또는 이소루신에 의해 치환되는 것이 바람직하다. 341 위치에서 더욱 바람직한 치환은 발린에 의한 것이다.When the amino acid corresponding to position 341 of the s-GDH wild type sequence known from A. chalcoceticus (SEQ ID NO: 2) is substituted for a variant of the invention, the naturally occurring amino acid methionine is substituted with valine, alanine, leucine or isoleucine. It is preferable to substitute by. More preferred substitution at position 341 is with valine.

A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열에 상응하는 s-GDH 서열의 349 위치에 상응하는 아미노산이 본 발명의 변이체에 치환되는 경우, 자연 발생 아미노산 발린이 알라닌, 글리신에 의해 치환되는 것이 바람직하다. 349 위치에서 더욱 바람직한 치환은 알라닌에 의한 것이다.When the amino acid corresponding to position 349 of the s-GDH sequence corresponding to the known s-GDH wild type sequence from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2) is substituted for a variant of the invention, the naturally occurring amino acid valine is alanine It is preferable to substitute by glycine. More preferred substitutions at the 349 position are by alanine.

WO 02/34919 에 기술된 바와 같이, A. 칼코아세티커스로부터 단리된 야생형 서열에 상응하는 s-GDH 서열의 348 위치에서의 아미노산 치환을 사용하여 s-GDH 의 글루코오스 특이성을 현저하게 개선시킬 수 있다. 당업자는 WO 02/34919 에서, 본 발명에 따른 삽입과 조합되고 치환될 수 있는 기타 적절한 위치를 찾을 수 있다.As described in WO 02/34919, amino acid substitution at position 348 of the s-GDH sequence corresponding to the wild-type sequence isolated from A. Chalcoaceticus can be used to significantly improve glucose specificity of s-GDH. have. Those skilled in the art will find in WO 02/34919 other suitable positions which may be combined and substituted with the insertion according to the invention.

추가의 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 s-GDH 변이체는 428 및 429 아미노 잔기 사이의 삽입 외에, A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 아미노산 위치에 상응하는 171, 245, 341, 348 및 349 위치로 이루어진 군으로부터 선택되는 2개 이상의 아미노산 치환을 포함한다.In a further preferred embodiment, the s-GDH variant according to the invention is in addition to the insertion between 428 and 429 amino residues, at the amino acid position of the s-GDH wild type sequence known from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2). At least two amino acid substitutions selected from the group consisting of the corresponding 171, 245, 341, 348 and 349 positions.

또 하나의 추가의 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 s-GDH 변이체는 428 및 429 아미노 잔기 사이의 삽입 외에, A. 칼코아세티커스 (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 아미노산 위치에 상응하는 171, 245, 341, 348 및 349 위치로 이루어진 군으로부터 선택되는 3개 이상의 아미노산 치환을 포함한다.In another further preferred embodiment, the s-GDH variant according to the present invention, in addition to the insertion between 428 and 429 amino residues, comprises a s-GDH wild type sequence known from A. Calcoaceticus (SEQ ID NO: 2). At least three amino acid substitutions selected from the group consisting of positions 171, 245, 341, 348, and 349 corresponding to amino acid positions.

당업자가 통찰하고 있듯이, s-GDH 의 특성에 크게 영향을 미치지 않는 아미노산 치환, 예를 들어 침묵 돌연변이를 취하는 것이 가능하다. 그러나, 본 발명에 따른 변이체는 SEQ ID NO: 2 와 비교하여 45 개 이하의 아미노산 교환을 갖는다. 바람직하게 변이체는 20 개 이하의 아미노산 치환을 포함할 것이며, 더욱 바람직하게는, 10 개 이하의 아미노산 치환이 존재할 것이다.As will be appreciated by those skilled in the art, it is possible to take amino acid substitutions, for example silent mutations, which do not significantly affect the properties of s-GDH. However, variants according to the invention have up to 45 amino acid exchanges as compared to SEQ ID NO: 2. Preferably the variant will comprise no more than 20 amino acid substitutions, more preferably no more than 10 amino acid substitutions.

본 발명에 따른 s-GDH 변이체는 실시예 부분에 제공된다. 이들 변이체는 또한 본 발명의 바람직한 구현예를 나타낸다. 지금까지 발견된 가장 적은 글루코오스 방해를 갖는 변이체는 아미노산 428 및 429 사이에 바람직하게는 프롤린에 의한 삽입 및 Yl71G, E245D, M341V 및 T348G 돌연변이 또는 L169F, Y171G, E245D, M341V 및 T348G 돌연변이를 각각 포함한다. 이들 두 변이체는 본 발명의 추가의 바람직한 구현예이다.S-GDH variants according to the invention are provided in the Examples section. These variants also represent preferred embodiments of the invention. Variants with the least glucose interference found to date include insertions between amino acids 428 and 429, preferably by proline and Yl71G, E245D, M341V and T348G mutations or L169F, Y171G, E245D, M341V and T348G mutations, respectively. These two variants are further preferred embodiments of the present invention.

아미노산 서열 분석은 한편으로는 A. 칼코아세티커스 및 한편으로는 A. 바우마니이로부터의 야생형 s-GDH 에서 발견되는 서열 모티프가 본 발명에서 동정된 바와 같은 글루코오스에 대한 특이성을 개선하는 주요 관련 위치, 즉, A. 칼코아세티커스로부터의 야생형 s-GDH 에 상응하는 428 및 429 위치 주변의 삽입 부위 주변에서 매우 보존성인 것으로 보인다.Amino acid sequencing is a key relevant position where the sequence motifs found in wild type s-GDH from A. chalcoceticus on the one hand and A. Baumaniyi on the one hand improve the specificity for glucose as identified herein. That is, it appears to be very conservative around the insertion site around positions 428 and 429 corresponding to wild type s-GDH from A. Calcoaceticus.

AGNXaaVQK (SEQ ID NO: 2) 의 아미노산 서열을 포함하는 PQQ-의존성 s-GDH 의 변이체는 본 발명의 바람직한 구현예를 나타낸다. SEQ ID NO: 2 는 A. 칼코아세티커스 야생형 s-GDH 의 426-431 위치 또는 A. 바우마니이 야생형 s-GDH 의 427-432 위치에 상응하지만 428 및 429 (A. 칼코아세티커스) 위치 사이 또는 429 및 430 (A. 바우마니이) 위치 사이에 하나의 아미노산 (Xaa) 의 삽입 각각 포함한다.Variants of PQQ-dependent s-GDH comprising the amino acid sequence of AGNXaaVQK (SEQ ID NO: 2) represent preferred embodiments of the present invention. SEQ ID NO: 2 corresponds to positions 426-431 of A. chacoaceticus wild type s-GDH or positions 427-432 of A. Baumaniyi wild type s-GDH, but positions 428 and 429 (A. chacoaceticus) Each insert of one amino acid (Xaa) between or between positions 429 and 430 (A. Baumaniyi).

바람직한 구현예에서, 본 발명은 G-N-Xaa-V-Q-K-D (SEQ ID NO: 11) 서열을 포함하는 s-GDH 변이체에 관한 것이다. 바람직하게는, SEQ ID NO: 11 을 함유하는 s-GDH 변이체는 상기 삽입 아미노산 Xaa 가 루신, 프롤린, 페닐알라닌 및 메티오닌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 Xaa 가 프롤린 잔기인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the invention relates to an s-GDH variant comprising the G-N-Xaa-V-Q-K-D (SEQ ID NO: 11) sequence. Preferably, the s-GDH variant containing SEQ ID NO: 11 is characterized in that the inserted amino acid Xaa is selected from the group consisting of leucine, proline, phenylalanine and methionine, more preferably Xaa is a proline residue.

앞서 언급한 바와 같이, 야생형 s-GDH 의 428 위치의 아미노산 아스파라긴은 아미노산 치환될 수 있다. 이러한 경우 SEQ ID NO: 11 은 P428 대신, 치환된 아미노산을 포함할 것이다.As mentioned above, the amino acid asparagine at position 428 of the wild type s-GDH may be amino acid substituted. In this case SEQ ID NO: 11 will include substituted amino acids instead of P428.

돌연변이 단백질을 생성할 수 있는 여러 가능성이 당업계에 공지되어 있다. 결정적으로 중요한, 428 및 429 위치 사이의 아미노산 삽입을 개시하는 본 발명의 중요한 발견을 기초로 하여, 이제 당업자는 s-GDH 의 더욱 적절한 변이체를 쉽게 생성할 수 있다. 이러한 변이체는 예를 들어 무작위 돌연변이생성 (Leung, D. W., et al., Technique 1 (1989) 11-15) 및/또는 지정 돌연변이생성 (Hill, D. E., et al., Methods Enzymol. 155 (1987) 558-568) 으로 알려진 방법으로 수득될 수 있다. 요망되는 특성을 갖는 단백질 제조의 대안적인 방법은 2 개 이상의 상이한 원천으로부터의 서열 요소를 포함하는 키메라성 구축물을 제공하거나, 적절한 s-GDH 유전자를 완전히 합성하는 것이다. 당업계에 공지된 이러한 방법은 본 발명에 개시된 정보와 함께 사용되어, 예를 들어, SEQ ID NO: 2 의 428 및 429 위치 사이의 개시된 삽입과 함께 추가의 아미노산 치환을 포함하는 s-GDH 의 돌연변이 또는 변이체를 제공한다.Several possibilities for producing mutant proteins are known in the art. Based on the important findings of the present invention that initiate amino acid insertions between positions 428 and 429, which are critically important, those skilled in the art can now easily produce more suitable variants of s-GDH. Such variants are for example random mutagenesis (Leung, DW, et al., Technique 1 (1989) 11-15) and / or directed mutagenesis (Hill, DE, et al., Methods Enzymol. 155 (1987) 558 -568). Alternative methods of preparing proteins with the desired properties are to provide chimeric constructs comprising sequence elements from two or more different sources, or to fully synthesize the appropriate s-GDH gene. Such methods known in the art are used in conjunction with the information disclosed herein, eg, mutations in s-GDH comprising additional amino acid substitutions with the disclosed insertion between positions 428 and 429 of SEQ ID NO: 2 Or provide variants.

본 발명에 따른 s-GDH 변이체는 예를 들어 아세토백터 칼코아세티커스-유형 균주 LMD 79.41 로부터 단리된 s-GDH 유전자로부터 시작, 및 동종 서열로부터 시작하여 생성될 수 있다. 본 출원의 문맥에서 "동종" 은 SEQ ID NO: 2 와 비교하여 90% 이상의 일치도를 갖는 s-GDH 아미노산 서열을 포함하는 것을 의미한다. 다르게 말하면, PileUp 프로그램을 사용한 적절한 정렬 후, 상기와 같은 동종 s-GDH 의 아미노산의 90% 이상이 SEQ ID NO: 2 에 기술된 아미노산과 동일하다.S-GDH variants according to the invention can be generated starting with the s-GDH gene isolated from, for example, the acetovector chalcocetiticus-type strain LMD 79.41, and starting from homologous sequences. "Homologous" in the context of the present application means to include an s-GDH amino acid sequence having at least 90% identity as compared to SEQ ID NO: 2. In other words, after proper alignment using the PileUp program, at least 90% of the amino acids of such homologous s-GDH are identical to the amino acids set forth in SEQ ID NO: 2.

DNA 및 아미노산 서열의 변이가 자연적으로 존재하거나, 당업계에 공지된 방 법을 사용하여 의도적으로 도입될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 변이는 전체 서열 중 10% 이하의 아미노산 차이를 초래할 수 있는데, 이는 SEQ ID NO: 2 와 비교하여, 상기 서열 중 하나 이상의 아미노산 잔기의 삭제, 치환, 삽입, 역위 또는 추가 때문이다. 이러한 아미노산 치환은 예를 들어 수반된 잔기의 극성, 전하, 용해도, 소수성, 친수성 및/또는 양쪽성 특성의 유사함을 기초로 하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 음전하 아미노산은 아스파르트산 및 글루탐산을 포함하며; 양전하 아미노산은 라이신 및 아르기닌을 포함하며; 유사한 친수성 값을 갖는 무전하 극성 머리기 또는 무극성 머리기를 갖는 아미노산은 하기를 포함한다: 루신, 이소루신, 발린, 글리신, 알라닌, 아스파라긴, 글루타민, 세린, 트레오닌, 페닐알라닌, 타이로신. 기타 고려되는 변이는 상기된 폴리펩티드의 염 및 에스테르, 그리고 상기된 폴리펩티드의 전구체, 예를 들어 선도 서열로 사용되는 메티오닌, N-포르밀메티오닌과 같은 N-말단 치환을 갖는 전구체를 포함한다. 이러한 변이는 반드시 본 발명의 범위 및 의도에서 벗어나지 않으며 생성될 수 있다.It will be appreciated that variations in DNA and amino acid sequences may exist naturally or may be intentionally introduced using methods known in the art. Such mutations can result in amino acid differences of up to 10% of the total sequence, as compared to SEQ ID NO: 2, due to the deletion, substitution, insertion, inversion or addition of one or more amino acid residues in the sequence. Such amino acid substitutions can be carried out, for example, on the basis of the similarity of the polar, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity and / or amphoteric properties of the involved residues. For example, negatively charged amino acids include aspartic acid and glutamic acid; Positively charged amino acids include lysine and arginine; Amino acids having uncharged polar head groups or nonpolar head groups with similar hydrophilicity values include: leucine, isoleucine, valine, glycine, alanine, asparagine, glutamine, serine, threonine, phenylalanine, tyrosine. Other contemplated variations include salts and esters of the polypeptides described above, and precursors of the polypeptides described above, for example precursors with N-terminal substitutions such as methionine, N-formylmethionine, used as leading sequences. Such variations may be made without departing from the scope and spirit of the invention.

실시예 부분에 제공된 방법에 따른 당업계에 공지된 방법에 따라, 상기에 기술된 임의의 s-GDH 돌연변이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 수득하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명은 상기된 s-GDH 돌연변이 단백질을 엔코딩하는 단리된 폴리뉴클레오티드 서열도 포함한다.According to methods known in the art according to the methods provided in the Examples section, it is possible to obtain polynucleotide sequences encoding any of the s-GDH mutations described above. Thus, the present invention also includes an isolated polynucleotide sequence encoding the s-GDH mutant protein described above.

본 발명은 추가적으로 숙주 세포 내에서 그의 발현을 지시할 수 있는 프로모터 서열에 작용가능하게 연결된 (operably linked) 본 발명에 따른 핵산 서열을 포함하는 발현 벡터를 포함한다.The invention further comprises an expression vector comprising the nucleic acid sequence according to the invention operably linked to a promoter sequence capable of directing its expression in a host cell.

본 발명은 추가적으로 숙주 세포 내에서 그의 발현을 지시할 수 있는 프로모터 서열에 작용가능하게 연결된 본 발명에 따른 핵산 서열을 포함하는 발현 벡터를 포함한다. 바람직한 벡터는 도 2 및 3 에 나타난 pACSGDH 와 같은 플라스미드이다.The invention further comprises an expression vector comprising a nucleic acid sequence according to the invention operably linked to a promoter sequence capable of directing its expression in a host cell. Preferred vectors are plasmids such as pACSGDH shown in FIGS. 2 and 3.

본 발명에 유용한 발현 벡터는 전형적으로 복제 원점, 선택을 위한 항생제 내성, 발현을 위한 프로모터 및 s-GDH 유전자 변이체의 전체 또는 일부를 포함한다. 발현 벡터는 또한 당업계에 공지된 기타 DNA 서열, 예컨대 (보다 양호한 폴딩 (folding), 원형질막공간으로의 수송 또는 분비를 위한) 신호 서열, 발현의 보다 양호한 조정을 위한 유도 인자, 또는 클로닝을 위한 분절 부위를 포함할 수 있다.Expression vectors useful in the present invention typically include all or part of the origin of replication, antibiotic resistance for selection, promoter for expression and s-GDH gene variants. Expression vectors may also contain other DNA sequences known in the art, such as signal sequences (for better folding, transport or secretion into the plasma membrane space), inducers for better modulation of expression, or segments for cloning. Site may be included.

선택된 발현 벡터의 특성은 사용될 숙주 세포와 친화성이어야 한다. 예를 들어, E. 콜라이 세포 시스템에서 클로닝하는 경우, 발현 벡터는 E. 콜라이의 유전체로부터 단리된 프로모터 (예를 들어, lac 또는 trp) 를 포함해야 한다. ColE1 플라스미드 복제 원점과 같은 적합한 복제 원점이 사용될 수 있다. 적합한 프로모터는, 예를 들어 lactrp 을 포함한다. 또한, 발현 벡터가 항생제 내성 유전자와 같은 선택 표지자 (selection marker) 를 코딩하는 서열을 포함하는 것이 바람직하다. 선택 표지자로서, 암피실린 내성, 또는 카나마이신 내성이 편리하게 이용될 수 있다. 이러한 모든 물질은 당업계에 공지되어 있으며 시판된다.The nature of the expression vector chosen should be affinity with the host cell to be used. For example, when cloning in an E. coli cell system, the expression vector should include a promoter (eg, lac or trp ) isolated from the genome of E. coli. Suitable origins of replication, such as ColE1 plasmid origin of replication, can be used. Suitable promoters include, for example, lac and trp . It is also preferred that the expression vector comprises a sequence encoding a selection marker, such as an antibiotic resistance gene. As the selection marker, ampicillin resistance, or kanamycin resistance may be conveniently used. All such materials are known in the art and are commercially available.

요망되는 코딩 및 조절 서열을 포함하는 적절한 발현 벡터는 당업계에 공지 된 표준 재조합 DAN 기법을 사용하여 구축될 수 있으며, 이들의 다수는 [Sambrook et al, in "Molecular Cloning: A Laboratory Manual" (1989) Cold Spring Harbor, NY, Cold Spring Harbour Laboratory Press] 에 기술되어 있다.Appropriate expression vectors comprising the desired coding and regulatory sequences can be constructed using standard recombinant DAN techniques known in the art, many of which are described in Sambrook et al, in "Molecular Cloning: A Laboratory Manual" (1989). Cold Spring Harbor, NY, Cold Spring Harbor Laboratory Press.

본 발명은 추가적으로 돌연변이 s-GDH 의 일부 또는 전부를 코딩하는 DNA 서열을 포함하는 발현 벡터를 포함하는 숙주 세포에 관한 것이다. 숙주 세포는 바람직하게 실시예 2-8 에 나타나 있는 하나 이상의 돌연변이를 갖는 DNA 서열 중 하나의 일부 또는 전부를 포함하는 발현 벡터를 포함한다. 적합한 숙주 세포는, 예를 들어, Pomega (2800 Woods Hollow Road, Madison, WI, USA) 에서 시판되는 E. 콜라이 HB 101 (ATCC 33694), Stratagene (11011 North Torrey Pine Road, La Jolla, CA, USA) 에서 시판되는 XLl-Blue MRF' 등을 포함한다.The present invention further relates to a host cell comprising an expression vector comprising a DNA sequence encoding part or all of the mutant s-GDH. The host cell preferably comprises an expression vector comprising some or all of one of the DNA sequences with one or more mutations shown in Examples 2-8. Suitable host cells are described, for example, in E. coli HB 101 (ATCC 33694), Stratagene (11011 North Torrey Pine Road, La Jolla, CA, USA), commercially available from Pomega (2800 Woods Hollow Road, Madison, WI, USA). XLl-Blue MRF 'commercially available from, etc. are included.

발현 벡터는 당업계에 공지된 여러 방법에 의해 숙주 세포에 도입될 수 있다. 예를 들어, 발현 벡터를 가진 숙주 세포의 형질전환은 폴리에틸렌 글리콜 매개 프로토플라스트 (protoplast) 형질전환 방법 (Sambrook et al. 1989, 위 참조) 에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 전기천공법, 바이올리스틱 주입법 (biolistic injection) 또는 프로토플라스트 융합과 같은, 숙주 세포 내로 발현 벡터를 도입하는 기타 방법 또한 이용될 수 있다.Expression vectors can be introduced into host cells by a variety of methods known in the art. For example, transformation of a host cell with an expression vector can be performed by a polyethylene glycol mediated protoplast transformation method (Sambrook et al. 1989, supra). However, other methods of introducing expression vectors into host cells, such as electroporation, biolistic injection or protoplasm fusion, can also be used.

s-GDH 변이체를 포함하는 발현 벡터가 적절한 숙주 세포에 도입된 후, 숙주 세포는 요망되는 s-GDH 변이체의 발현을 허용하는 조건 하에서 배양될 수 있다. s-GDH 돌연변이의 일부 또는 전체를 코딩하는 DNA 서열을 갖는 요망되는 발현 벡터를 포함하는 숙주 세포는 즉 항생제 선택에 의해 용이하게 확인될 수 있다. s-GDH 변이체의 발현은 s-GDH mRNA 전사의 생성 측정, 유전자 생성물의 면역적 검출 또는 유전자 생성물의 효소 활성의 검출과 같은 상이한 방법에 의해 확인될 수 있다. 바람직하게는 효소 분석이 적용된다.After the expression vector comprising the s-GDH variant is introduced into an appropriate host cell, the host cell can be cultured under conditions that allow expression of the desired s-GDH variant. Host cells comprising the desired expression vector having a DNA sequence encoding part or all of the s-GDH mutation can be readily identified by antibiotic selection. Expression of s-GDH variants can be confirmed by different methods such as measuring production of s-GDH mRNA transcription, immunological detection of gene products or detection of enzymatic activity of gene products. Preferably enzymatic analysis is applied.

본 발명은 또한 s-GDH 변이체의 생성 및 스크리닝을 교시한다. 무작위 돌연변이생성 및 포화 돌연변이생성은 당업계에 공지된 바와 같이 수행된다. 변이체는 글루코오스에 대한 기질 특이성 (말토오스와 비교한 글루코오스로의 활성) 및 KM 값에 대해 스크리닝된다. 선택된 분석 조건은, 예를 들어 단일의 아미노산 치환에 의해 초래되는, 예상되는 작은 개선이 측정될 수 있도록 개조한다. 적절한 돌연변이의 선택 또는 스크리닝의 한 방법은 실시예 3 에 제공된다. 이러한 방식으로 야생형 효소와 비교된 어떠한 변화 또는 개선도 명확하게 검출될 수 있다.The present invention also teaches the generation and screening of s-GDH variants. Random mutagenesis and saturation mutagenesis are performed as known in the art. Variants are screened for substrate specificity for glucose (activity to glucose compared to maltose) and KM values. Selected assay conditions are adapted so that the expected small improvement, for example caused by a single amino acid substitution, can be measured. One method of selecting or screening appropriate mutations is provided in Example 3. In this way any change or improvement compared to the wild type enzyme can be clearly detected.

물론, 모든 발현 벡터 및 DNA 조절 서열이 본 발명의 DNA 서열을 발현시킴에 있어서 동일하게 잘 작용하는 것은 아님을 이해해야 할 것이다. 또한, 모든 숙주 세포도 동일한 발현 시스템으로 동일하게 잘 작용하지만은 않는다. 그러나, 당업자는 과도한 실험 없이 여기에 제공된 지시로, 발현 벡터, DNA 조절 서열, 및 숙주 세포 중에서 적절한 선택을 할 것이다.Of course, it should be understood that not all expression vectors and DNA regulatory sequences work equally well in expressing the DNA sequences of the present invention. In addition, not all host cells work equally well with the same expression system. However, those skilled in the art will make appropriate choices among expression vectors, DNA regulatory sequences, and host cells with the instructions provided herein without undue experimentation.

본 발명은 또한 본 발명의 s-GDH 돌연변이의 생성에 적합한 조건 하에서 발명의 숙주 세포를 배양하는 것을 포함하는 본 발명의 s-GDH 변이체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 박테리아 숙주 세포에 있어서, 전형적인 배양 조건은, (사용되는 발현 벡터에 따라) 탄소 및 질소원, 적절한 항생제 및 유도제를 포함하는 액체 매질이다. 전형적인 적절한 항생제는 암피실린, 카나마이신, 클로로암페니콜, 테트라사이클린 등을 포함한다. 전형적인 유도제는 IPTG, 글루코오스, 락토오스 등을 포함한다.The invention also relates to a method of preparing the s-GDH variant of the invention comprising culturing the host cell of the invention under conditions suitable for the production of the s-GDH mutation of the invention. For bacterial host cells, typical culture conditions are liquid media comprising a carbon and nitrogen source, appropriate antibiotics and inducers (depending on the expression vector used). Typical suitable antibiotics include ampicillin, kanamycin, chloroamphenicol, tetracycline and the like. Typical inducers include IPTG, glucose, lactose and the like.

본 발명의 폴리펩티드가 돌연변이 s-GDH 를 코딩하는 DNA 서열을 발현하는 숙주 세포 내에서 제조되어 수득되는 것이 바람직하다. 본 발명의 폴리펩티드는 또한 돌연변이 s-GDH 를 코딩하는 DNA 서열에 의해 엔코딩되는 mRNA 의 시험관내 번역에 의해 수득될 수 있다. 예를 들어, DNA 서열은 상기된 바와 같이 합성되어 적절한 발현 벡터로 삽입될 수 있으며, 이는 이어서 시험관내 전사/번역 시스템에서 사용될 수 있다.It is preferred that the polypeptide of the invention is prepared and obtained in a host cell expressing a DNA sequence encoding a mutant s-GDH. Polypeptides of the invention can also be obtained by in vitro translation of mRNA encoded by a DNA sequence encoding a mutant s-GDH. For example, the DNA sequence can be synthesized as described above and inserted into an appropriate expression vector, which can then be used in an in vitro transcription / translation system.

세포가 없는 펩티드 합성 시스템에서 발현을 촉진시킬 수 있는 프로모터 서열에 작용가능하게 연결된, 상기 정의되고 기술된 바와 같은 단리된 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터는 본 발명의 또 다른 바람직한 구현예를 나타낸다.Expression vectors comprising isolated polynucleotides as defined and described above, operably linked to a promoter sequence capable of promoting expression in a cell free peptide synthesis system represent another preferred embodiment of the present invention.

예를 들어 상기된 방법으로 제조된 폴리펩티드는 이후 단리되고 여러 일상적 단백질 정제 기법을 사용하여 정제될 수 있다. 예를 들어, 이온 교환 크로마토그래피, 겔 여과 크로마토그래피 및 친화 크로마토그래피와 같은 크로마토그래피 방법이 사용될 수 있다.For example, polypeptides produced by the methods described above can then be isolated and purified using several routine protein purification techniques. For example, chromatographic methods such as ion exchange chromatography, gel filtration chromatography, and affinity chromatography can be used.

본 발명의 개선된 s-GDH 변이체의 주요 적용 중 하나는 당뇨 환자에서 혈액-글루코오스 수준을 모니터하는 테스트 스트립에서의 사용을 위한 것이다. 산소에 대한 PQQ-의존성 글루코오스 디히드로게나아제의 무감응은 상기된 바와 같이, 글루코오스 옥시다아제에 비해 큰 장점이 있다. 더욱 중요하게는, s-GDH 변이 체가 글루코오스에 대해 개선된 특이성을 가지며 기타 당에 대해 현저히 감소된 효소 활성을 갖기 때문에, 분석될 시료 중 존재할 수 있는 말토오스, 갈락토오스 및/또는 기타 당에 의한 방해가 현저히 감소되는 것이다. 물론 여러 종류의 시료가 조사될 수 있다. 혈청, 혈장, 장액 또는 소변과 같은 체액이 그러한 시료를 위한 바람직한 공급원이다.One of the major applications of the improved s-GDH variants of the present invention is for use in test strips that monitor blood-glucose levels in diabetic patients. Insensitivity of PQQ-dependent glucose dehydrogenase to oxygen has a great advantage over glucose oxidase, as described above. More importantly, because the s-GDH variant has improved specificity for glucose and significantly reduced enzymatic activity for other sugars, interference with maltose, galactose and / or other sugars that may be present in the sample to be analyzed is eliminated. Significantly reduced. Of course, different kinds of samples can be irradiated. Body fluids such as serum, plasma, serous fluid or urine are preferred sources for such samples.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 s-GDH 변이체 돌연변이를 사용한 시료 중의 글루코오스를 검출, 결정 또는 측정하는 방법을 포함한다. 시료 중의 글루코오스 검출을 위한 개선된 방법은, 상기 글루코오스 검출, 결정 또는 측정이 센서 또는 테스트 스트립 장치를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 것이 특히 바람직하다.The invention also includes a method for detecting, determining or measuring glucose in a sample using the s-GDH variant mutations according to the invention. It is particularly preferred that the improved method for detecting glucose in a sample is characterized in that the glucose detection, determination or measurement is carried out using a sensor or test strip device.

또한 본 발명의 범위 내에는, 본 발명에 따른 s-GDH 돌연변이를 포함하는 시료 중의 글루코오스 검출 또는 측정을 위한 장치, 및 상기 측정을 위해 필요한 기타 시약이다.Also within the scope of the present invention are devices for detecting or measuring glucose in a sample comprising the s-GDH mutation according to the present invention, and other reagents required for said measurement.

본 발명의 개선된 기질 특이성을 갖는 s-GDH 는 또한 반응기 또는 시료 중 글루코오스의 온라인 모니터링을 위한 바이오센서 (D'Costa, E. J., et al., Biosensors 2 (1986) 71-87; Laurinavicius, V., et al., Analytical Letters 32 (1999) 299-316; Laurinavicius, V., et al., Monatshefte fuer Chemie 130 (1999) 1269-1281; Malinauskas, A. et al., Sensors and Actuators, B: Chemical 100 (2004) 395-402) 에서 매우 유리하게 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, s-GDH 변이체는, 글루코오스 농도의 보다 정확한 측정을 위해, 예를 들어, 산화환원 전도성 에폭시 네트워크를 포함하는 오스뮴 복합체를 가지는 산소-무감응성 유리질 전극 (Ye et al., 1993 위 참조) 을 코팅하기 위해 사용될 수 있다. S-GDH with improved substrate specificity of the present invention is also a biosensor for on-line monitoring of glucose in a reactor or sample (D'Costa, EJ, et al., Biosensors 2 (1986) 71-87; Laurinavicius, V. , et al., Analytical Letters 32 (1999) 299-316; Laurinavicius, V., et al., Monatshefte fuer Chemie 130 (1999) 1269-1281; Malinauskas, A. et al., Sensors and Actuators, B: Chemical 100 (2004) 395-402). For this purpose, the s-GDH variant is an oxygen-insensitive glassy electrode (e.g., Ye et al., 1993), for more accurate measurement of glucose concentration, for example, with an osmium complex comprising a redox conductive epoxy network. Can be used for coating).

또한, 본 발명에 따른 개선된 기질 특이성을 갖는 s-GDH 변이체의 기타 가능한 적용이 있다. 예를 들어, 이러한 s-GDH 변이체는 알돈산 생성 과정에서 사용할 수 있다. 야생형 s-GDH 는 글루콘산 및 기타 알돈산을 생성하는 기질 산화에서 높은 전환을 갖는다. 글루코오스에 대해 보다 특이적인 s-GDH 변이체를 사용함에 의해, 글루콘산의 제조는 훨씬 더 적은 부산물을 초래할 것이다. 상이한 기질 특이성을 갖는 기타 s-GDH 변이체로, 필요에 따라 상이한 알돈산을 제조하는 것이 가능하다.In addition, there are other possible applications of s-GDH variants with improved substrate specificity according to the present invention. For example, such s-GDH variants may be used in the production of aldonic acid. Wild type s-GDH has a high conversion in substrate oxidation to produce gluconic acid and other aldonic acids. By using s-GDH variants that are more specific for glucose, the preparation of gluconic acid will result in even fewer byproducts. With other s-GDH variants with different substrate specificities, it is possible to produce different aldonic acids as needed.

하기 실시예에서, 모든 시약, 제한 효소, 및 기타 재료는 다른 시판중의 공급원이 명시되지 않는 한, Roche Diagnostics Germany 로부터 수득되었으며, 공급자에 의해 제공된 지시에 따라 사용되었다. DNA 의 정제, 특성화 및 클로닝에 이용되는 작업 및 방법은 당업계에 널리 공지되어 있으며 (Ausubel, F., et al, in "Current protocols in molecular biology" (1994) Wiley Verlag), 당업자에 의해 필요에 따라 개조될 수 있다.In the examples below, all reagents, restriction enzymes, and other materials were obtained from Roche Diagnostics Germany, unless otherwise indicated by commercial sources, and used according to the instructions provided by the supplier. Operations and methods used for purification, characterization and cloning of DNA are well known in the art (Ausubel, F., et al, in "Current protocols in molecular biology" (1994) Wiley Verlag), Can be retrofitted accordingly.

하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시한다. 이러한 실시예는 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니며, 본 발명의 이해를 더욱 돕기 위한 것이다.The following examples further illustrate the invention. These examples are not intended to limit the scope of the present invention, but to further understand the present invention.

실시예Example 1 One

E. E. 콜라이에서의In Coli 야생형 A.  Wild type A. 칼코아세티커스Calcoaceticus 가용성  Availability PQQPQQ 의존성 글루코오스  Dependent Glucose  D 히드로게나아제의 Hydrogenase 클로닝Cloning 및 발현 And expression

s-GDH 유전자를, 표준 방법에 따라 아시네토백터 칼코아세티커스 균주 LMD 79.41 로부터 단리하였다. 야생형 s-GDH 유전자를, 조절가능한 발현을 위한 mgl 프로모터를 포함하는 플라스미드로 서브클로닝하였다 (특허 출원 제 WO 88/09373 호 참조). 새로운 구축물을 pACSGDH (도 2 및 3 참조) 로 칭하였다. 재조합 플라스미드를 E. 콜라이 군으로부터 선택된 숙주 생물체에 도입하였다. 이후, 이들 생물체를 적절한 조건 하에서 배양하고 s-GDH 활성을 나타내는 콜로니를 선택하였다.The s-GDH gene was isolated from the Acinetovector chalcocetiticus strain LMD 79.41 according to standard methods. The wild type s-GDH gene was subcloned into a plasmid containing a mgl promoter for controllable expression (see patent application WO 88/09373). The new construct was called pACSGDH (see FIGS. 2 and 3). Recombinant plasmids were introduced into host organisms selected from the E. coli group. These organisms were then cultured under appropriate conditions and colonies showing s-GDH activity were selected.

플라스미드 pACSGDH 는 QIAGEN Plasmid Maxi Kit (Qiagen) 을 사용하여 상기 언급된 클론의 200 ml 하룻밤 동안의 배양물로부터 제조사의 프로포콜에 따라 단리하였다. 플라스미드를 1 ml 의 재증류수 (bidest water) 에 재현탁시켰다. 플라스미드의 농도를 Beckman DU 7400 Photometer 를 사용하여 측정하였다.Plasmid pACSGDH was isolated according to the manufacturer's protocol from 200 ml overnight cultures of the above mentioned clones using the QIAGEN Plasmid Maxi Kit (Qiagen). The plasmid was resuspended in 1 ml of distilled water. Plasmid concentrations were measured using a Beckman DU 7400 Photometer.

수율은 600 ㎍ 이었다. 플라스미드의 질을 아가로스 겔 전기영동으로 결정하였다.The yield was 600 μg. Plasmid quality was determined by agarose gel electrophoresis.

실시예Example 2 2

T348GT348G 돌연변이 생성 Mutation Generation

삽입 변이체의 생성을 위해 중요한 출발 주형으로서 T348G 돌연변이를 갖는 돌연변이 s-GDH 를 제조하였다. 상기 s-GDH 돌연변이는 글루코오스와 비교하여 감소된 말토오스의 활성 때문에 선택되었다 (WO 02/34919 참조). Mutant s-GDH with T348G mutation was prepared as an important starting template for the generation of insertional variants. The s-GDH mutation was chosen due to the reduced activity of maltose compared to glucose (see WO 02/34919).

The QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene, Cat. 200518) 을 사용하여 348 위치의 트레오닌을 글리신으로 치환하였다. 적절한 프라이머를 설계하였다.The threonine at position 348 was replaced with glycine using The QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene, Cat. 200518). Appropriate primers were designed.

돌연변이생성에 사용되는 5'- 및 3'- 프라이머는 서로 상보적이며, 트레오닌에서 글리신 (ACA 에서 AGG) 으로의 교환을 위한 변형된 코돈을 중앙 위치에 포함하였다. 이들 뉴클레오티드의 각 측면에 12 내지 16 개의 뉴클레오티드가 위치하였다. 뉴클레오티드의 서열은 아미노산 교환을 위한 코돈의 측면에 위치한 센스 및 안티-센스 DNA-가닥과 동일하였다. 센스에 대한 ACA = 트레오닌 및 안티-센스 가닥에 대한 TGT 코돈 대신, 프라이머는 센스에 대해 GGG = 글라이신 및 안티-센스 가닥에 대해 CCC 를 포함하였다 (SEQ ID NO: 3 및 4 참조).The 5'- and 3'- primers used for mutagenesis are complementary to each other and included a modified codon at the central position for exchange of threonine to glycine (ACA to AGG). 12-16 nucleotides were located on each side of these nucleotides. The sequence of nucleotides was identical to the sense and anti-sense DNA-strands flanking the codons for amino acid exchange. Instead of ACA = threonine for sense and TGT codons for anti-sense strand, primers included CCC for GGG = glycine and anti-sense strand for sense (see SEQ ID NOs: 3 and 4).

PCR-반응 및 DpnI 소화를 설명서에 따라 수행하였다. 이후, 1 ㎕ 의 시료를 XL-MRF'- 세포의 전기천공을 위해 사용하였다. 전기천공은 BioRad E. Coli Pulser (BioRad) 를 사용하여 0.2 cm 큐벳에서 2.5 KV 로 달성하였다. 1 ml LB 중 37℃ 에서 1 시간 동안 키운 후, 박테리아를 LB-암피실린 아가 플레이트 (100 ㎍/ml 암피실린) 에 플레이팅하고 37℃ 에서 밤새 키웠다. 돌연변이 s-GDH 클론을 하기 스크리닝 방법을 사용하여 조사하였다.PCR-response and DpnI digestion were performed according to the instructions. Thereafter, 1 μl of sample was used for electroporation of XL-MRF′-cells. Electroporation was achieved at 2.5 KV in a 0.2 cm cuvette using BioRad E. Coli Pulser (BioRad). After 1 hour of growth at 37 ° C. in 1 ml LB, bacteria were plated in LB-ampicillin agar plates (100 μg / ml ampicillin) and grown at 37 ° C. overnight. Mutant s-GDH clones were examined using the following screening method.

실시예Example 3 3

스크리닝Screening

상기된 아가 플레이트 상의 돌연변이 콜로니를, 200 ㎕ LB-암피실린-배지/웰을 포함하는 마이크로타이터 플레이트 (MTP) 로 찍어 넣고 37℃ 에서 밤새 배양하였다. 이러한 플레이트를 마스터 플레이트라 칭한다.Mutant colonies on the agar plates described above were imprinted into microtiter plates (MTP) containing 200 μl LB-Ampicillin-medium / well and incubated overnight at 37 ° C. This plate is called master plate.

각 마스터 플레이트로부터, 웰 당 5 ㎕ 시료를, 세포 붕괴를 위해 웰 당 5 ㎕ 의 B (B = Bacterial Protein Extraction Reagent; Pierce No. 78248) 를 함유하는 MTP 에 옮기고, s-GDH 의 활성을 위해, 240 ㎕ 의 0.0556 mM 피롤로-퀴놀린 퀴논 (PQQ); 50 mM Hepes; 15 mM CaCl2 pH 7.0/웰을 25℃ 에서 2 시간 동안 및 10℃ 에서 밤새 배양하였다. 상기 플레이트를 작업 플레이트라 칭한다.From each master plate, transfer 5 μl samples per well to MTP containing 5 μl B (B = Bacterial Protein Extraction Reagent; Pierce No. 78248) per well for cell disruption, and for the activity of s-GDH, 240 μl of 0.0556 mM pyrrolo-quinoline quinone (PQQ); 50 mM Hepes; 15 mM CaCl 2 pH 7.0 / well was incubated at 25 ° C. for 2 hours and at 10 ° C. overnight. The plate is called a working plate.

작업 플레이트로부터 구멍 당 3 x 10 ㎕ 시료를 3개의 빈 MTP 에 옮겼다. 그 후, 하나는 표준 농도에서 글루코오스로 실험하였고, 두번째는 감소된 글루코오스 농도 (30 mM 대신 1.9 mM) 로 실험하였고, 세번째는 말토오스 또는 기타 선택된 당 분자를 기질로 하여 실험하였다. 선택된 기타 모든 당 분자를 등몰의 표준 농도, 즉 30 mM 로 사용하였다. 모든 분석에 있어서, 분석될 당을 이미 함유하는 90 ㎕ 의 매개액 (mediator solution) (실시예 7 참조) 를 적용하였다.3 × 10 μl samples per hole from the working plate were transferred to three empty MTPs. One was then tested with glucose at standard concentration, the second with a reduced glucose concentration (1.9 mM instead of 30 mM), and the third with maltose or other selected sugar molecules as substrate. All other sugar molecules selected were used at equimolar standard concentrations, ie 30 mM. For all assays, 90 μl of mediator solution (see Example 7) already containing the sugar to be analyzed was applied.

dE/분을 계산하고, 기질로서 30 mM 글루코오스를 사용한 값을 100% 활성으로 설정하였다. 기타 당으로 수득된 값을 글루코오스 값과 비교하고 퍼센트 활성 (예를 들어, 말토오스에 대해: dE/분 말토오스/dE 글루코오스)*100) 으로 계산하였다. 이는 (변이체) 효소의 교차반응성과 같다.dE / min was calculated and the value using 30 mM glucose as substrate was set to 100% activity. Values obtained with other sugars were compared to glucose values and calculated as percent activity (eg, for maltose: dE / min maltose / dE glucose) * 100). This is equivalent to the crossreactivity of the (variant) enzyme.

1.9 mM 글루코오스로 수득된 값을 30 mM 글루코오스 값과 비교하고 퍼센트 활성 (dE/분 1.9 mM 글루코오스/30 mM 글루코오스)*100) 으로 계산하였다. 이는 분석되는 변이체에 대한 KM 값의 간접 척도인 %-값을 제공한다. 이러한 계산에 따르면, 더 높은 %-값이 더 낮은 (= 더 양호한) KM 값을 나타낸다.The value obtained with 1.9 mM glucose was compared with the 30 mM glucose value and calculated as percent activity (dE / min 1.9 mM glucose / 30 mM glucose) * 100. This gives the% -value, which is an indirect measure of KM value for the variant being analyzed. According to this calculation, higher% -values indicate lower (= better) KM values.

하기 돌연변이가 동정되었다:The following mutations have been identified:

효소enzyme M/G (30 mM 당, %)M / G (per 30 mM,%) 활성 1,9/30 mM 글루코오스, %Active 1,9 / 30 mM glucose,% 아미노산 교환Amino acid exchange WTWT 105105 70%70% -- 돌연변이Mutation 25-30%25-30% 21%21% T348GT348G

실시예Example 4 4

지정부위 돌연변이생성으로부터의 돌연변이 s-Mutations s- from Designated Site Mutations GDHGDH 유전자의 염기서열분석 Gene sequencing

25-30% 말토오스/글루코오스 교차반응성을 갖는 s-GDH T348G 돌연변이에 대한 유전자를 포함하는 플라스미드를 단리하고 (High Pure Plasmid Isolation Kit, Roche Diagnostics GmbH, No. 1754785), ABI Prism Dye Terminator Sequencing Kit 및 ABI 3/73 및 3/77 염기서열분석기 (Amersham Pharmacia Biotech) 를 사용하여 염기서열분석을 수행하였다. Isolate plasmids containing genes for the s-GDH T348G mutation with 25-30% maltose / glucose cross-reactivity (High Pure Plasmid Isolation Kit, Roche Diagnostics GmbH, No. 1754785), ABI Prism Dye Terminator Sequencing Kit and ABI Sequencing was performed using 3/73 and 3/77 sequencing (Amersham Pharmacia Biotech).

하기 프라이머를 사용하였다:The following primers were used:

센스 가닥: GDH 1: 5'-TTA ACG TGC TGA ACA GCC GG-3' (= SEQ ID NO: 5)Sense strand: GDH 1: 5'-TTA ACG TGC TGA ACA GCC GG-3 '(= SEQ ID NO: 5)

GDH 2: 5'-ATA TGG GTA AAG TAC TAC GC -3' (= SEQ ID NO: 6) GDH 2: 5'-ATA TGG GTA AAG TAC TAC GC -3 '(= SEQ ID NO: 6)

결과:result:

DNA 및 아미노산 수준 상에서 요망되는 돌연변이를 달성하여, 348 위치에서 T 에서 G 로의 변화가 초래되었다 (성숙 단백질). 유전자 상의 추가적인 돌연변이는 발견되지 않았다.The desired mutations on DNA and amino acid levels were achieved, resulting in a change from T to G at position 348 (mature protein). No further mutations on the gene were found.

실시예Example 5 5

T348GT348G 돌연변이에 기초한 삽입  Mutation based insertion 변이체Variant 생성 produce

삽입 변이체는 QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene, Cat. 200518) 를 사용하여 생성되었다. 428 및 429 위치의 아미노산 (서열 ID NO: 2참조) 사이의 삽입을 위한 적절한 프라이머를 설계하고 제조자의 설명에 따라 s-GDH 의 돌연변이 (T348G 돌연변이, 실시예 4 참조) 로 PCR 을 수행하였다.Insert variants were generated using the QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene, Cat. 200518). Appropriate primers were designed for insertion between amino acids at positions 428 and 429 (see SEQ ID NO: 2) and PCR was performed with mutations in s-GDH (T348G mutation, see Example 4) according to the manufacturer's instructions.

프라이머에 있어서, 가능한 모든 20 개의 아미노산 교환을 수득하기 위해 삽입 위치에서의 각 코돈을 무작위로 합성하였다. 이러한 코돈 뉴클레오티드는 각 말단에 11 내지 13 개의 뉴클레오티드가 측면에 접해 있었다.For the primers, each codon at the insertion site was randomly synthesized to obtain all 20 possible amino acid exchanges. These codon nucleotides flanked 11 to 13 nucleotides at each end.

센스 가닥:Sense strand:

in429X_F: 5'- CTGCCGGAAATNNNGTCCAAAAAGATG -3'in429X_F: 5'- CTGCCGGAAATNNNGTCCAAAAAGATG -3 '

(= SEQ ID NO: 7)(= SEQ ID NO: 7)

안티-센스 가닥: Anti-sense strands:

in429X_R 5'- CATCTTTTTGGACNNNATTTCCGGCAG -3' in429X_R 5'- CATCTTTTTGGACNNNATTTCCGGCAG -3 '

(= SEQ ID NO: 8)(= SEQ ID NO: 8)

PCR 반응 및 DpnI 소화는 설명서에 따라 수행하였다. 이후, 1 ㎕ 의 각 반응물을, 상기된 바와 같이 XL1F-세포의 전기천공을 위해 사용하였다. 37℃ 에서 1 ml LB 중 1 시간 동안 키운 후, 박테리아를 LB-암피실린 아가 플레이트 (100 ㎍/ml 암피실린) 에 플레이팅하고 37℃ 에서 밤새 키웠다. 돌연변이 s-GDH 클론에 기술된 스크리닝 방법을 수행하였다. 20 개의 가능한 아미노산 삽입을 갖는 변이체가 스크리닝된 것을 통계적으로 확실히 하기위해, 200 개의 클론을 시험하였다. 변경된 기질 특이성을 갖는 클론에 플라스미드 단리를 수행하 고 상기된 바와 같이 염기서열분석을 수행하였다.PCR reactions and DpnI digestion were performed according to the instructions. 1 μl of each reaction was then used for electroporation of XL1F-cells as described above. After 1 hour of growth in 1 ml LB at 37 ° C., bacteria were plated in LB-ampicillin agar plates (100 μg / ml ampicillin) and grown overnight at 37 ° C. The screening method described in mutant s-GDH clones was performed. To make sure statistically that variants with 20 possible amino acid insertions were screened, 200 clones were tested. Plasmid isolation was performed on clones with altered substrate specificity and sequencing as described above.

결과:result:

표 1:Table 1:

Figure 112007005830029-pct00002
Figure 112007005830029-pct00002

실시예Example 6 6

말토오스에To maltose 비해 글루코오스 Compared to glucose on 대한 높은 기질 특이성을 갖는 추가의 삽입 돌연변이 생성 Generation of additional insertion mutations with high substrate specificity for

WO 02/34919 에서, s-GDH 의 상이한 위치에서의 몇몇의 아미노산 교환이, 예를 들어 말토오스에 비해 글루코오스에 대한 기질 특이성을 향상시키는 것으로 확인되었다. 아미노산 교환 T348G 과 기타 위치, 예를 들어 169, 171, 245, 341 위치, 및/또는 349 에서의 아미노산 치환과의 조합은 기질 특이성을 더욱 개선시켰다. 각각 3,5 및 7% 의 말토오스/글루코오스에 대한 기질 특이성을 갖는, 상기된 2개의 돌연변이가 선택되어 428 및 429 위치 사이에 본 발명에 따른 삽입 (이 경우, 프롤린) 을 수행하였다. 삽입은 SEQ ID NO: 9 및 10 의 프라이머를 사용 하여 달성되었다.In WO 02/34919 several amino acid exchanges at different positions of s-GDH have been found to improve substrate specificity for glucose, for example compared to maltose. Combination of amino acid exchange T348G with amino acid substitutions at other positions, such as positions 169, 171, 245, 341, and / or 349, further improved substrate specificity. The two mutations described above, with substrate specificities for maltose / glucose of 3,5 and 7%, respectively, were selected to effect insertion according to the invention (proline in this case) between positions 428 and 429. Insertion was accomplished using the primers of SEQ ID NOs: 9 and 10.

SEQ ID NO:9 insP429_F:SEQ ID NO: 9 insP429_F:

5'-GATACTGCCGGAAATCCAGTCCAAAAAG -3'5'-GATACTGCCGGAAATCCAGTCCAAAAAG -3 '

SEQ ID NO: 10 insP429_R:SEQ ID NO: 10 insP429_R:

5'-CTTTTTGGACTGGTCCTCCGGCAGTATC -3' 5'-CTTTTTGGACTGGTCCTCCGGCAGTATC -3 '

주형의 플라스미드 DNA 단리, 지정부위 돌연변이생성 PCR, 전기천공, 스크리닝, 선택 돌연변이의 DNA 염기서열분석을 상기된 바와 같이 수행하였다.Plasmid DNA isolation of the template, site mutagenesis PCR, electroporation, screening, DNA sequencing of selection mutations were performed as described above.

결과:result:

Figure 112007005830029-pct00003
Figure 112007005830029-pct00003

상기 표에서 말토오스/글루코오스 기질 특이성이 현저히 변화된 것이 뚜렷하게 나타난다. 말토오스 전환은, 야생형 s-GDH 의 말토오스/글루코오스 전환과 비교하여 105% 에서 2-4% 로 감소한 것으로 확인되었다. C/1 및 D/1 돌연변이를 상세하게 조사하였다.It is clear from the table that the maltose / glucose substrate specificity has changed significantly. Maltose conversion was found to decrease from 105% to 2-4% compared to maltose / glucose conversion of wild type s-GDH. C / 1 and D / 1 mutations were examined in detail.

실시예Example 7 7

야생형 또는 변이체 s-Wild type or variant s- GDHGDH 각각에 대한 정제 및 효소 활성의 분석 Analysis of Purification and Enzyme Activity for Each

성장한 세포 (LB-Amp. 37℃) 를 수확하고 포타슘 포스페이트 완충액 pH 7.0 에 현탁시켰다. 세포 붕괴는 French Press passage (700-900 bar) 로 수행하였다. 원심분리 후, 상청액을 10 mM 포타슘 포스페이트 완충액 pH 7.0 으로 평형화 (equilibration) 된 S-세파로스 (AmershamBiosciences) 컬럼에 적용하였다. 세척 후, 0-1 M NaCl 염 구배를 사용하여 s-GDH 를 용리시켰다. s-GDH 활성을 나타내는 분획을 모아 포타슘 포스페이트 완충액 pH 7.0 에 대해 분리하고, 재-평형화된 S-세파로스 컬럼 상에서 다시 크로마토그래피하였다. 활성 분획을 모으고 Superdex® 200 컬럼 (Amersham Biosciences) 를 사용하여 겔 여과를 수행하였다. 활성 분획을 모아 -20℃ 에 저장하였다.Grown cells (LB-Amp. 37 ° C.) were harvested and suspended in potassium phosphate buffer pH 7.0. Cell disruption was performed by French Press passage (700-900 bar). After centrifugation, the supernatant was applied to an S-Sepharose (AmershamBiosciences) column equilibrated with 10 mM potassium phosphate buffer pH 7.0. After washing, s-GDH was eluted using a 0-1 M NaCl salt gradient. Fractions showing s-GDH activity were collected, separated for potassium phosphate buffer pH 7.0 and chromatographed again on a re-equilibrated S-Sepharose column. The active fractions were pooled and gel filtration was performed using a Superdex ® 200 column (Amersham Biosciences). The active fractions were collected and stored at -20 ° C.

정제된 야생형 및 변이체 s-Purified wild type and variant s- GDHGDH 각각의 효소 분석 및 단백질 측정: Enzyme analysis and protein measurement for each:

단백질 측정은 Pierce 의 Protein Assay Reagent no. 23225 (BSA 로의 보정 곡선, 30 분, 37℃) 를 사용하여 수행하였다.Protein measurement was performed by Pierce, Protein Assay Reagent no. It was performed using 23225 (calibration curve with BSA, 30 minutes, 37 ° C.).

0.0556 mM 피롤로-퀴놀린 퀴논 (PQQ); 50 mM Hepes; 15 mM CaCl2 pH 7.0 로 시료를 1 mg 단백질/ml 로 희석하고 재구성 또는 활성을 위해 25℃ 에서 30 분간 배양하였다.0.0556 mM pyrrolo-quinoline quinone (PQQ); 50 mM Hepes; Samples were diluted to 1 mg protein / ml with 15 mM CaCl 2 pH 7.0 and incubated at 25 ° C. for 30 minutes for reconstitution or activity.

배양 후, 시료를 50 mM Hepes; 15 mM CaCl2 pH 7.0 으로, 약 0,02 U/ml 까지 희석하고, 50 ㎕ 의 각 희석 시료를, 매개체로서의 0.315 mg (4-(디메틸포스피닐메 틸)-2-메틸-피라졸로-[1.5a]-이미다졸-3-일)-(4-니트로소페닐)-아민 (특허 US 5,484,708 참조)/ml 및 30 mM 당을 함유하는 0.2 M 시트레이트 완충액 (pH 5.8; 25℃) 1000 ㎕ 에 첨가하였다.After incubation, the samples were transferred to 50 mM Hepes; 15 mM CaCl 2 Dilute to pH 7.0, up to about 0,02 U / ml, and 50 μl of each diluted sample was added to 0.315 mg (4- (dimethylphosphinylmethyl) -2-methyl-pyrazolo- [1.5a]-as a medium. To 1000 μl of 0.2 M citrate buffer (pH 5.8; 25 ° C.) containing imidazol-3-yl)-(4-nitrosophenyl) -amine (see patent US 5,484,708) / ml and 30 mM sugar.

620 nm 에서의 흡광도를 25℃ 에서 처음 5 분 동안 모니터하였다.Absorbance at 620 nm was monitored at 25 ° C. for the first 5 minutes.

1 단위 효소 활성은 상기 분석 조건 하에서 1 mMol 매개체/분의 전환에 상응한다.One unit enzyme activity corresponds to a conversion of 1 mMol mediator / min under the assay conditions.

계산: 활성 = (총 부피*dE/분 [U/ml]): (ε* 시료 부피*1)Calculation: activity = (total volume * dE / min [U / ml]): (ε * sample volume * 1)

(ε= 흡광도의 계수; ε620 nm = 30[l* mmol-1* cm-1]).(ε = coefficient of absorbance; ε 620 nm = 30 [l * mmol −1 * cm −1 ]).

글루코오스 및 말토오스 (Merck, Germany) 각각으로 분석을 수행하였다.The analysis was performed with glucose and maltose (Merck, Germany) respectively.

결과:result:

Figure 112007005830029-pct00004
Figure 112007005830029-pct00004

s-GDH 의 428 및 429 위치 사이에 삽입을 포함하는 신규한 변이체 C/1 및 D/1 가 말토오스/글루코오스 교차반응성에 대해 추가적인 개선을 나타내는 것이 상기 표로부터 명백하다. 여러 아미노산 치환 및 삽입에도 불구하고, mg/단백질 당 글루코오스에 대한 효소 활성은 여전히, 상응하는 야생형 효소 활성의 10% 를 초과한다.It is evident from the table that the novel variants C / 1 and D / 1, including the insertion between positions 428 and 429 of s-GDH, show further improvement on maltose / glucose cross-reactivity. Despite the several amino acid substitutions and insertions, the enzyme activity on glucose per mg / protein still exceeds 10% of the corresponding wild type enzyme activity.

실시예Example 8 8

말토오스의Maltose 존재 또는 부재 하에서 글루코오스 Glucose in the presence or absence of 측정 Measure

야생형 s-GDH 및 s-GDH 의 C/1 및 D/1 변이체는 각각 말토오스의 존재 또는 부재 하에서 글루코오스 측정을 위해 적용될 수 있다. 참조 시료는 50 mg 글루코오스/dl 을 함유한다. "시험" 시료는 50 mg 글루코오스/dl 및 100 또는 200 mg/dl 말토오스를 각각 함유한다. 동일한 양의 GDH (U/ml; 상기의 효소 분석 참조) 활성이 각 분석을 위해 사용된다.The C / 1 and D / 1 variants of wild type s-GDH and s-GDH can be applied for glucose measurement in the presence or absence of maltose, respectively. Reference sample contains 50 mg glucose / dl. The "test" sample contains 50 mg glucose / dl and 100 or 200 mg / dl maltose, respectively. The same amount of GDH (U / ml; see enzyme assay above) activity is used for each assay.

큐벳 내에서 하기를 혼합한다: Mix the following in the cuvette:

1 ml 0.315 mg (4-(디메틸포스피닐메틸)-2-메틸-피라졸로-[1.5a]-이미다졸-3-일)-(4-니트로소페닐)-아민 ml/0.2 M 시트레이트 pH 5.81 ml 0.315 mg (4- (dimethylphosphinylmethyl) -2-methyl-pyrazolo- [1.5a] -imidazol-3-yl)-(4-nitrosophenyl) -amine ml / 0.2 M citrate pH 5.8

0.033 ml 참조 또는 시험 시료0.033 ml reference or test sample

0.050 ml s-GDH (글루코오스 전환에 대해 초과량의 s-GDH 임) 을 큐벳에 첨가하여 분석을 개시하였다. 620 nm 에서의 흡수의 변화를 모니터하였다. 2-5 분 후, 일정한 값이 관찰되었고 dE/5 분이 계산되었다. 야생형 s-GDH 로 참조 시료를 측정하여 수득된 값을 100% 로 설정하였다. 기타 값을 상기 참조 값과 비교하여 % 로 계산하였다.The assay was initiated by adding 0.050 ml s-GDH (excess s-GDH to glucose conversion) to the cuvette. The change in absorption at 620 nm was monitored. After 2-5 minutes, constant values were observed and dE / 5 minutes were calculated. The value obtained by measuring the reference sample with wild type s-GDH was set to 100%. Other values were calculated in% compared to the above reference values.

결과:result:

신규한 변이체를 사용할 때 시험 시료 내에서 뚜렷하게 적은 말토오스 방해가 검출되었다. 시료 중 글루코오스를 말토오스로부터 가장 잘 구별하기 위한 s-GDH 의 농도가 더욱 최적화될 수 있음이 명백하다. 너무 많은 효소는 말토오 스 전환을 증가시키고, 너무 적은 효소는 모든 글루코오스를 전환시키지 않음에 따라 흡수의 종점에 도달하지 않을 것이다.Significantly less maltose interference was detected in the test samples when using the novel variants. It is clear that the concentration of s-GDH to best distinguish glucose from maltose in the sample can be further optimized. Too much enzyme increases maltose conversion and too little enzyme will not reach the end point of absorption as it does not convert all glucose.

참조문의 목록List of References

Anthony C, Biochem. J. 320 (1996) 697-711Anthony C, Biochem. J. 320 (1996) 697-711

Anthony, C. and Ghosh, M., Current Science 72 (1997) 716-727Anthony, C. and Ghosh, M., Current Science 72 (1997) 716-727

Anthony, C. and Ghosh, M., Prog. Biophys. MoI. Biol. 69 (1998) 1-21 Anthony, C. and Ghosh, M., Prog. Biophys. MoI. Biol. 69 (1998) 1-21

Anthony, C, Biochem. Soc. Trans. 26 (1998) 413-417Anthony, C, Biochem. Soc. Trans. 26 (1998) 413-417

Anthony, C, Adv. in Phot, and Resp. 15 (2004) 203-225Anthony, C, Adv. in Phot, and Resp. 15 (2004) 203-225

Ausubel, F., et al, in "Current protocols in molcular biology" (1994), Wiley VerlagAusubel, F., et al, in "Current protocols in molcular biology" (1994), Wiley Verlag

Cleton-Jansen, A. M., et al., Antonie Van Leeuwenhoek 56 (1989) 73-79Cleton-Jansen, A. M., et al., Antonie Van Leeuwenhoek 56 (1989) 73-79

Cleton-Jansen, A. M., et al., J. Bacteriol. 170 (1988) 2121-2125 Cleton-Jansen, A. M., et al., J. Bacteriol. 170 (1988) 2121-2125

Cleton-Jansen, A. M., et al., MoI. Gen. Genet 217 (1989) 430-436Cleton-Jansen, A. M., et al., MoI. Gen. Genet 217 (1989) 430-436

Davidson, V. L. in "Principles and applications of quinoproteins" (1993) the whole book, New York, Marcel DekkerDavidson, V. L. in "Principles and applications of quinoproteins" (1993) the whole book, New York, Marcel Dekker

Davies, D., Perit. Dial. Int. 14 (1994) 45-50Davies, D., Perit. Dial. Int. 14 (1994) 45-50

D'Costa, E. J., et al., Biosensors 2 (1986) 71-87 D'Costa, E. J., et al., Biosensors 2 (1986) 71-87

Dokter, P., et al., FEMS Microbiology Letters 43 (1987) 195-200Dokter, P., et al., FEMS Microbiology Letters 43 (1987) 195-200

Dokter, P., et al., Biochem J. 239 (1986) 163-167Dokter, P., et al., Biochem J. 239 (1986) 163-167

Dokter, P., et al., Biochem J. 254 (1988) 131-138Dokter, P., et al., Biochem J. 254 (1988) 131-138

Duine, J. A. Energy generation and the glucose dehydrogenase pathway in Acinetobacter in "The Biology of Acinetobacter" (1991) 295-312, New York, Plenum PressDuine, J. A. Energy generation and the glucose dehydrogenase pathway in Acinetobacter in "The Biology of Acinetobacter" (1991) 295-312, New York, Plenum Press

Duine, J. A., Biosens. Bioelectronics 10 (1995) 17-23Duine, J. A., Biosens. Bioelectronics 10 (1995) 17-23

Duine, J. A., Eur. J. Biochem. 200 (1991) 271-284Duine, J. A., Eur. J. Biochem. 200 (1991) 271-284

EP 0 620 283EP 0 620 283

EP 1 167 519 EP 1 167 519

EP 1 176 202EP 1 176 202

EP 1 367 120EP 1 367 120

Feng, D. F. and Doolittle, R. F., J. MoI. Evol. 25 (1987) 351-360Feng, D. F. and Doolittle, R. F., J. MoI. Evol. 25 (1987) 351-360

Frampton, J. E.. and Plosker, G. L., Drugs 63 (2003) 2079-2105Frampton, J. E .. and Plosker, G. L., Drugs 63 (2003) 2079-2105

Goodwin, P. M. and Anthony, C, Adv. Microbiol. Physiol. 40 (1998) 1-80 Goodwin, P. M. and Anthony, C, Adv. Microbiol. Physiol. 40 (1998) 1-80

Hill, D. E., et al., Methods Enzymol. 155 (1987) 558-568Hill, D. E., et al., Methods Enzymol. 155 (1987) 558-568

Igarashi, S., et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 264 (1999) 820-824Igarashi, S., et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 264 (1999) 820-824

JP 11243949JP 11243949

JP2004173538JP2004173538

Kaufmann, N., et al. Development and evaluation of a new system for determining glucose from fresh capillary blood and heparinised venous blood in "Glucotrend" (1997) 1-16, Mannheim, Boehringer Mannheim GmbH Kaufmann, N., et al. Development and evaluation of a new system for determining glucose from fresh capillary blood and heparinised venous blood in "Glucotrend" (1997) 1-16, Mannheim, Boehringer Mannheim GmbH

Kim, C. H. et al., Current Microbiology 47 (2003) 457-461Kim, C. H. et al., Current Microbiology 47 (2003) 457-461

Laurinavicius, V., et al., Analytical Letters 32 (1999) 299-316Laurinavicius, V., et al., Analytical Letters 32 (1999) 299-316

Laurinavicius, V., et al., Monatshefte fuer Chemie 130 (1999) 1269-1281Laurinavicius, V., et al., Monatshefte fuer Chemie 130 (1999) 1269-1281

Laurinavicius, V. et al, Biologija (2003) 31-34 Laurinavicius, V. et al, Biologija (2003) 31-34

Leung, D. W., et al., Technique 1 (1989) 11-15Leung, D. W., et al., Technique 1 (1989) 11-15

Malinauskas, A. et al., Sensors and Actuators, B: Chemical 100 (2004) 395-402Malinauskas, A. et al., Sensors and Actuators, B: Chemical 100 (2004) 395-402

Matsushita, K. and Adachi, O. Bacterial quinoproteins glucose dehydrogenase and alcohol dehydrogenase in "Principles and applications of Quinoproteins" (1993) 47-63, New York, Marcel Dekker Matsushita, K. and Adachi, O. Bacterial quinoproteins glucose dehydrogenase and alcohol dehydrogenase in "Principles and applications of Quinoproteins" (1993) 47-63, New York, Marcel Dekker

Matsushita, K., et al., Antonie Van Leeuwenhoek 56 (1989) 63-72Matsushita, K., et al., Antonie Van Leeuwenhoek 56 (1989) 63-72

Matsushita, K., et al., Biochemistry 28 (1989) 6276-6280Matsushita, K., et al., Biochemistry 28 (1989) 6276-6280

Matsushita, K., et al., Bioscience Biotechnology & Biochemistry 59 (1995) 1548-1555Matsushita, K., et al., Bioscience Biotechnology & Biochemistry 59 (1995) 1548-1555

Olsthoorn, A. J. and Duine, J. A., Arch. Biochem. Biophys. 336 (1996) 42-48 Olsthoorn, A. J. and Duine, J. A., Arch. Biochem. Biophys. 336 (1996) 42-48

Olsthoorn, A. J. and Duine, J. A., Biochemistry 37 (1998) 13854-13861Olsthoorn, A. J. and Duine, J. A., Biochemistry 37 (1998) 13854-13861

Oubrie A., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 143-151Oubrie A., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 143-151

Oubrie, A. and Dijkstra, B. W., Protein Sci. 9 (2000) 1265-1273Oubrie, A. and Dijkstra, B. W., Protein Sci. 9 (2000) 1265-1273

Oubrie, A., et al., Embo J. 18 (1999) 5187-5194Oubrie, A., et al., Embo J. 18 (1999) 5187-5194

Oubrie, A., et al., J. MoL Biol. 289 (1999) 319-333 Oubrie, A., et al., J. MoL Biol. 289 (1999) 319-333

Oubrie, A., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 96 (1999) 11787-11791Oubrie, A., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 96 (1999) 11787-11791

Reddy S, and Bruice, T.C., J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 2431-2438Reddy S, and Bruice, T. C., J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 2431-2438

Sambrook, J., et al., in "Molecular Cloning: A Laboratory Manual" (1989) -, Cold Spring Harbour, NY, Cold Spring Harbour Laboratory PressSambrook, J., et al., In "Molecular Cloning: A Laboratory Manual" (1989)-, Cold Spring Harbor, NY, Cold Spring Harbor Laboratory Press

US 5,484,708 US 5,484,708

US 5,997,817US 5,997,817

US 6,057,120US 6,057,120

US 6,103,509US 6,103,509

Wens, R., et al., Perit. Dial. Int. 18 (1998) 603-609Wens, R., et al., Perit. Dial. Int. 18 (1998) 603-609

WO 02/34919 WO 02/34919

WO 88/09373WO 88/09373

Yamada, M. et al., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 185-192Yamada, M. et al., Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 185-192

Ye, L., et al., Anal. Chem. 65 (1993) 238-241 Ye, L., et al., Anal. Chem. 65 (1993) 238-241

SEQUENCE LISTING <110> Roche Diagnostics GmbH F. Hoffmann-La Roche AG <120> Genetically engineered pyrroloquinoline quinone dependent glucose dehydrogenase comprising an amino acid insertion <130> 22669 WO <150> EP 04017069 <151> 2004-07-20 <160> 11 <170> PatentIn version 3.2 <210> 1 <211> 1362 <212> DNA <213> Acinetobacter calcoaceticus <220> <221> CDS <222> (1)..(1362) <400> 1 gat gtt cct cta act cca tct caa ttt gct aaa gcg aaa tca gag aac 48 Asp Val Pro Leu Thr Pro Ser Gln Phe Ala Lys Ala Lys Ser Glu Asn 1 5 10 15 ttt gac aag aaa gtt att cta tct aat cta aat aag ccg cac gcg ttg 96 Phe Asp Lys Lys Val Ile Leu Ser Asn Leu Asn Lys Pro His Ala Leu 20 25 30 tta tgg gga cca gat aat caa att tgg tta act gag cga gca aca ggt 144 Leu Trp Gly Pro Asp Asn Gln Ile Trp Leu Thr Glu Arg Ala Thr Gly 35 40 45 aag att cta aga gtt aat cca gag tcg ggt agt gta aaa aca gtt ttt 192 Lys Ile Leu Arg Val Asn Pro Glu Ser Gly Ser Val Lys Thr Val Phe 50 55 60 cag gta cca gag att gtc aat gat gct gat ggg cag aat ggt tta tta 240 Gln Val Pro Glu Ile Val Asn Asp Ala Asp Gly Gln Asn Gly Leu Leu 65 70 75 80 ggt ttt gcc ttc cat cct gat ttt aaa aat aat cct tat atc tat att 288 Gly Phe Ala Phe His Pro Asp Phe Lys Asn Asn Pro Tyr Ile Tyr Ile 85 90 95 tca ggt aca ttt aaa aat ccg aaa tct aca gat aaa gaa tta ccg aac 336 Ser Gly Thr Phe Lys Asn Pro Lys Ser Thr Asp Lys Glu Leu Pro Asn 100 105 110 caa acg att att cgt cgt tat acc tat aat aaa tca aca gat acg ctc 384 Gln Thr Ile Ile Arg Arg Tyr Thr Tyr Asn Lys Ser Thr Asp Thr Leu 115 120 125 gag aag cca gtc gat tta tta gca gga tta cct tca tca aaa gac cat 432 Glu Lys Pro Val Asp Leu Leu Ala Gly Leu Pro Ser Ser Lys Asp His 130 135 140 cag tca ggt cgt ctt gtc att ggg cca gat caa aag att tat tat acg 480 Gln Ser Gly Arg Leu Val Ile Gly Pro Asp Gln Lys Ile Tyr Tyr Thr 145 150 155 160 att ggt gac caa ggg cgt aac cag ctt gct tat ttg ttc ttg cca aat 528 Ile Gly Asp Gln Gly Arg Asn Gln Leu Ala Tyr Leu Phe Leu Pro Asn 165 170 175 caa gca caa cat acg cca act caa caa gaa ctg aat ggt aaa gac tat 576 Gln Ala Gln His Thr Pro Thr Gln Gln Glu Leu Asn Gly Lys Asp Tyr 180 185 190 cac acc tat atg ggt aaa gta cta cgc tta aat ctt gat gga agt att 624 His Thr Tyr Met Gly Lys Val Leu Arg Leu Asn Leu Asp Gly Ser Ile 195 200 205 cca aag gat aat cca agt ttt aac ggg gtg gtt agc cat att tat aca 672 Pro Lys Asp Asn Pro Ser Phe Asn Gly Val Val Ser His Ile Tyr Thr 210 215 220 ctt gga cat cgt aat ccg cag ggc tta gca ttc act cca aat ggt aaa 720 Leu Gly His Arg Asn Pro Gln Gly Leu Ala Phe Thr Pro Asn Gly Lys 225 230 235 240 tta ttg cag tct gaa caa ggc cca aac tct gac gat gaa att aac ctc 768 Leu Leu Gln Ser Glu Gln Gly Pro Asn Ser Asp Asp Glu Ile Asn Leu 245 250 255 att gtc aaa ggt ggc aat tat ggt tgg ccg aat gta gca ggt tat aaa 816 Ile Val Lys Gly Gly Asn Tyr Gly Trp Pro Asn Val Ala Gly Tyr Lys 260 265 270 gat gat agt ggc tat gct tat gca aat tat tca gca gca gcc aat aag 864 Asp Asp Ser Gly Tyr Ala Tyr Ala Asn Tyr Ser Ala Ala Ala Asn Lys 275 280 285 tca att aag gat tta gct caa aat gga gta aaa gta gcc gca ggg gtc 912 Ser Ile Lys Asp Leu Ala Gln Asn Gly Val Lys Val Ala Ala Gly Val 290 295 300 cct gtg acg aaa gaa tct gaa tgg act ggt aaa aac ttt gtc cca cca 960 Pro Val Thr Lys Glu Ser Glu Trp Thr Gly Lys Asn Phe Val Pro Pro 305 310 315 320 tta aaa act tta tat acc gtt caa gat acc tac aac tat aac gat cca 1008 Leu Lys Thr Leu Tyr Thr Val Gln Asp Thr Tyr Asn Tyr Asn Asp Pro 325 330 335 act tgt gga gag atg acc tac att tgc tgg cca aca gtt gca ccg tca 1056 Thr Cys Gly Glu Met Thr Tyr Ile Cys Trp Pro Thr Val Ala Pro Ser 340 345 350 tct gcc tat gtc tat aag ggc ggt aaa aaa gca att act ggt tgg gaa 1104 Ser Ala Tyr Val Tyr Lys Gly Gly Lys Lys Ala Ile Thr Gly Trp Glu 355 360 365 aat aca tta ttg gtt cca tct tta aaa cgt ggt gtc att ttc cgt att 1152 Asn Thr Leu Leu Val Pro Ser Leu Lys Arg Gly Val Ile Phe Arg Ile 370 375 380 aag tta gat cca act tat agc act act tat gat gac gct gta ccg atg 1200 Lys Leu Asp Pro Thr Tyr Ser Thr Thr Tyr Asp Asp Ala Val Pro Met 385 390 395 400 ttt aag agc aac aac cgt tat cgt gat gtg att gca agt cca gat ggg 1248 Phe Lys Ser Asn Asn Arg Tyr Arg Asp Val Ile Ala Ser Pro Asp Gly 405 410 415 aat gtc tta tat gta tta act gat act gcc gga aat gtc caa aaa gat 1296 Asn Val Leu Tyr Val Leu Thr Asp Thr Ala Gly Asn Val Gln Lys Asp 420 425 430 gat ggc tca gta aca aat aca tta gaa aac cca gga tct ctc att aag 1344 Asp Gly Ser Val Thr Asn Thr Leu Glu Asn Pro Gly Ser Leu Ile Lys 435 440 445 ttc acc tat aag gct aag 1362 Phe Thr Tyr Lys Ala Lys 450 <210> 2 <211> 454 <212> PRT <213> Acinetobacter calcoaceticus <400> 2 Asp Val Pro Leu Thr Pro Ser Gln Phe Ala Lys Ala Lys Ser Glu Asn 1 5 10 15 Phe Asp Lys Lys Val Ile Leu Ser Asn Leu Asn Lys Pro His Ala Leu 20 25 30 Leu Trp Gly Pro Asp Asn Gln Ile Trp Leu Thr Glu Arg Ala Thr Gly 35 40 45 Lys Ile Leu Arg Val Asn Pro Glu Ser Gly Ser Val Lys Thr Val Phe 50 55 60 Gln Val Pro Glu Ile Val Asn Asp Ala Asp Gly Gln Asn Gly Leu Leu 65 70 75 80 Gly Phe Ala Phe His Pro Asp Phe Lys Asn Asn Pro Tyr Ile Tyr Ile 85 90 95 Ser Gly Thr Phe Lys Asn Pro Lys Ser Thr Asp Lys Glu Leu Pro Asn 100 105 110 Gln Thr Ile Ile Arg Arg Tyr Thr Tyr Asn Lys Ser Thr Asp Thr Leu 115 120 125 Glu Lys Pro Val Asp Leu Leu Ala Gly Leu Pro Ser Ser Lys Asp His 130 135 140 Gln Ser Gly Arg Leu Val Ile Gly Pro Asp Gln Lys Ile Tyr Tyr Thr 145 150 155 160 Ile Gly Asp Gln Gly Arg Asn Gln Leu Ala Tyr Leu Phe Leu Pro Asn 165 170 175 Gln Ala Gln His Thr Pro Thr Gln Gln Glu Leu Asn Gly Lys Asp Tyr 180 185 190 His Thr Tyr Met Gly Lys Val Leu Arg Leu Asn Leu Asp Gly Ser Ile 195 200 205 Pro Lys Asp Asn Pro Ser Phe Asn Gly Val Val Ser His Ile Tyr Thr 210 215 220 Leu Gly His Arg Asn Pro Gln Gly Leu Ala Phe Thr Pro Asn Gly Lys 225 230 235 240 Leu Leu Gln Ser Glu Gln Gly Pro Asn Ser Asp Asp Glu Ile Asn Leu 245 250 255 Ile Val Lys Gly Gly Asn Tyr Gly Trp Pro Asn Val Ala Gly Tyr Lys 260 265 270 Asp Asp Ser Gly Tyr Ala Tyr Ala Asn Tyr Ser Ala Ala Ala Asn Lys 275 280 285 Ser Ile Lys Asp Leu Ala Gln Asn Gly Val Lys Val Ala Ala Gly Val 290 295 300 Pro Val Thr Lys Glu Ser Glu Trp Thr Gly Lys Asn Phe Val Pro Pro 305 310 315 320 Leu Lys Thr Leu Tyr Thr Val Gln Asp Thr Tyr Asn Tyr Asn Asp Pro 325 330 335 Thr Cys Gly Glu Met Thr Tyr Ile Cys Trp Pro Thr Val Ala Pro Ser 340 345 350 Ser Ala Tyr Val Tyr Lys Gly Gly Lys Lys Ala Ile Thr Gly Trp Glu 355 360 365 Asn Thr Leu Leu Val Pro Ser Leu Lys Arg Gly Val Ile Phe Arg Ile 370 375 380 Lys Leu Asp Pro Thr Tyr Ser Thr Thr Tyr Asp Asp Ala Val Pro Met 385 390 395 400 Phe Lys Ser Asn Asn Arg Tyr Arg Asp Val Ile Ala Ser Pro Asp Gly 405 410 415 Asn Val Leu Tyr Val Leu Thr Asp Thr Ala Gly Asn Val Gln Lys Asp 420 425 430 Asp Gly Ser Val Thr Asn Thr Leu Glu Asn Pro Gly Ser Leu Ile Lys 435 440 445 Phe Thr Tyr Lys Ala Lys 450 <210> 3 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer sequence for T348G sense strand <400> 3 catttgctgg ccaggggttg caccgtcat 29 <210> 4 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer sequence for T348G antisense strand <400> 4 atgacggtgc aacccctggc cagcaaatg 29 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sequencing primer GDH 1 <400> 5 ttaacgtgct gaacagccgg 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sequencing primer GDH 2 <400> 6 atatgggtaa agtactacgc 20 <210> 7 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Wobbled insertion primer in429X_F sense strand <220> <221> misc_feature <222> (12)..(14) <223> n is a, c, g, or t <400> 7 ctgccggaaa tnnngtccaa aaagatg 27 <210> 8 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Wobbled insertion primer in429X_R anti sense strand <220> <221> misc_feature <222> (14)..(16) <223> n is a, c, g, or t <400> 8 catctttttg gacnnnattt ccggcag 27 <210> 9 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> insP429 <400> 9 gatactgccg gaaatccagt ccaaaaag 28 <210> 10 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> insP429_R <400> 10 ctttttggac tggtcctccg gcagtatc 28 <210> 11 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic peptide <220> <221> misc_feature <222> (3)..(3) <223> Xaa can be any naturally occurring amino acid <400> 11 Gly Asn Xaa Val Gln Lys Asp 1 5                          SEQUENCE LISTING <110> Roche Diagnostics GmbH        F. Hoffmann-La Roche AG   <120> Genetically engineered pyrroloquinoline quinone dependent glucose         dehydrogenase comprising an amino acid insertion <130> 22669 WO <150> EP 04017069 <151> 2004-07-20 <160> 11 <170> PatentIn version 3.2 <210> 1 <211> 1362 <212> DNA <213> Acinetobacter calcoaceticus <220> <221> CDS (222) (1) .. (1362) <400> 1 gat gtt cct cta act cca tct caa ttt gct aaa gcg aaa tca gag aac 48 Asp Val Pro Leu Thr Pro Ser Gln Phe Ala Lys Ala Lys Ser Glu Asn 1 5 10 15 ttt gac aag aaa gtt att cta tct aat cta aat aag ccg cac gcg ttg 96 Phe Asp Lys Lys Val Ile Leu Ser Asn Leu Asn Lys Pro His Ala Leu             20 25 30 tta tgg gga cca gat aat caa att tgg tta act gag cga gca aca ggt 144 Leu Trp Gly Pro Asp Asn Gln Ile Trp Leu Thr Glu Arg Ala Thr Gly         35 40 45 aag att cta aga gtt aat cca gag tcg ggt agt gta aaa aca gtt ttt 192 Lys Ile Leu Arg Val Asn Pro Glu Ser Gly Ser Val Lys Thr Val Phe     50 55 60 cag gta cca gag att gtc aat gat gct gat ggg cag aat ggt tta tta 240 Gln Val Pro Glu Ile Val Asn Asp Ala Asp Gly Gln Asn Gly Leu Leu 65 70 75 80 ggt ttt gcc ttc cat cct gat ttt aaa aat aat cct tat atc tat att 288 Gly Phe Ala Phe His Pro Asp Phe Lys Asn Asn Pro Tyr Ile Tyr Ile                 85 90 95 tca ggt aca ttt aaa aat ccg aaa tct aca gat aaa gaa tta ccg aac 336 Ser Gly Thr Phe Lys Asn Pro Lys Ser Thr Asp Lys Glu Leu Pro Asn             100 105 110 caa acg att att cgt cgt tat acc tat aat aaa tca aca gat acg ctc 384 Gln Thr Ile Ile Arg Arg Tyr Thr Tyr Asn Lys Ser Thr Asp Thr Leu         115 120 125 gag aag cca gtc gat tta tta gca gga tta cct tca tca aaa gac cat 432 Glu Lys Pro Val Asp Leu Leu Ala Gly Leu Pro Ser Ser Lys Asp His     130 135 140 cag tca ggt cgt ctt gtc att ggg cca gat caa aag att tat tat acg 480 Gln Ser Gly Arg Leu Val Ile Gly Pro Asp Gln Lys Ile Tyr Tyr Thr 145 150 155 160 att ggt gac caa ggg cgt aac cag ctt gct tat ttg ttc ttg cca aat 528 Ile Gly Asp Gln Gly Arg Asn Gln Leu Ala Tyr Leu Phe Leu Pro Asn                 165 170 175 caa gca caa cat acg cca act caa caa gaa ctg aat ggt aaa gac tat 576 Gln Ala Gln His Thr Pro Thr Gln Gln Glu Leu Asn Gly Lys Asp Tyr             180 185 190 cac acc tat atg ggt aaa gta cta cgc tta aat ctt gat gga agt att 624 His Thr Tyr Met Gly Lys Val Leu Arg Leu Asn Leu Asp Gly Ser Ile         195 200 205 cca aag gat aat cca agt ttt aac ggg gtg gtt agc cat att tat aca 672 Pro Lys Asp Asn Pro Ser Phe Asn Gly Val Val Ser His Ile Tyr Thr     210 215 220 ctt gga cat cgt aat ccg cag ggc tta gca ttc act cca aat ggt aaa 720 Leu Gly His Arg Asn Pro Gln Gly Leu Ala Phe Thr Pro Asn Gly Lys 225 230 235 240 tta ttg cag tct gaa caa ggc cca aac tct gac gat gaa att aac ctc 768 Leu Leu Gln Ser Glu Gln Gly Pro Asn Ser Asp Asp Glu Ile Asn Leu                 245 250 255 att gtc aaa ggt ggc aat tat ggt tgg ccg aat gta gca ggt tat aaa 816 Ile Val Lys Gly Gly Asn Tyr Gly Trp Pro Asn Val Ala Gly Tyr Lys             260 265 270 gat gat agt ggc tat gct tat gca aat tat tca gca gca gcc aat aag 864 Asp Asp Ser Gly Tyr Ala Tyr Ala Asn Tyr Ser Ala Ala Ala Asn Lys         275 280 285 tca att aag gat tta gct caa aat gga gta aaa gta gcc gca ggg gtc 912 Ser Ile Lys Asp Leu Ala Gln Asn Gly Val Lys Val Ala Ala Gly Val     290 295 300 cct gtg acg aaa gaa tct gaa tgg act ggt aaa aac ttt gtc cca cca 960 Pro Val Thr Lys Glu Ser Glu Trp Thr Gly Lys Asn Phe Val Pro Pro 305 310 315 320 tta aaa act tta tat acc gtt caa gat acc tac aac tat aac gat cca 1008 Leu Lys Thr Leu Tyr Thr Val Gln Asp Thr Tyr Asn Tyr Asn Asp Pro                 325 330 335 act tgt gga gag atg acc tac att tgc tgg cca aca gtt gca ccg tca 1056 Thr Cys Gly Glu Met Thr Tyr Ile Cys Trp Pro Thr Val Ala Pro Ser             340 345 350 tct gcc tat gtc tat aag ggc ggt aaa aaa gca att act ggt tgg gaa 1104 Ser Ala Tyr Val Tyr Lys Gly Gly Lys Lys Ala Ile Thr Gly Trp Glu         355 360 365 aat aca tta ttg gtt cca tct tta aaa cgt ggt gtc att ttc cgt att 1152 Asn Thr Leu Leu Val Pro Ser Leu Lys Arg Gly Val Ile Phe Arg Ile     370 375 380 aag tta gat cca act tat agc act act tat gat gac gct gta ccg atg 1200 Lys Leu Asp Pro Thr Tyr Ser Thr Thr Tyr Asp Asp Ala Val Pro Met 385 390 395 400 ttt aag agc aac aac cgt tat cgt gat gtg att gca agt cca gat ggg 1248 Phe Lys Ser Asn Asn Arg Tyr Arg Asp Val Ile Ala Ser Pro Asp Gly                 405 410 415 aat gtc tta tat gta tta act gat act gcc gga aat gtc caa aaa gat 1296 Asn Val Leu Tyr Val Leu Thr Asp Thr Ala Gly Asn Val Gln Lys Asp             420 425 430 gat ggc tca gta aca aat aca tta gaa aac cca gga tct ctc att aag 1344 Asp Gly Ser Val Thr Asn Thr Leu Glu Asn Pro Gly Ser Leu Ile Lys         435 440 445 ttc acc tat aag gct aag 1362 Phe Thr Tyr Lys Ala Lys     450 <210> 2 <211> 454 <212> PRT <213> Acinetobacter calcoaceticus <400> 2 Asp Val Pro Leu Thr Pro Ser Gln Phe Ala Lys Ala Lys Ser Glu Asn 1 5 10 15 Phe Asp Lys Lys Val Ile Leu Ser Asn Leu Asn Lys Pro His Ala Leu             20 25 30 Leu Trp Gly Pro Asp Asn Gln Ile Trp Leu Thr Glu Arg Ala Thr Gly         35 40 45 Lys Ile Leu Arg Val Asn Pro Glu Ser Gly Ser Val Lys Thr Val Phe     50 55 60 Gln Val Pro Glu Ile Val Asn Asp Ala Asp Gly Gln Asn Gly Leu Leu 65 70 75 80 Gly Phe Ala Phe His Pro Asp Phe Lys Asn Asn Pro Tyr Ile Tyr Ile                 85 90 95 Ser Gly Thr Phe Lys Asn Pro Lys Ser Thr Asp Lys Glu Leu Pro Asn             100 105 110 Gln Thr Ile Ile Arg Arg Tyr Thr Tyr Asn Lys Ser Thr Asp Thr Leu         115 120 125 Glu Lys Pro Val Asp Leu Leu Ala Gly Leu Pro Ser Ser Lys Asp His     130 135 140 Gln Ser Gly Arg Leu Val Ile Gly Pro Asp Gln Lys Ile Tyr Tyr Thr 145 150 155 160 Ile Gly Asp Gln Gly Arg Asn Gln Leu Ala Tyr Leu Phe Leu Pro Asn                 165 170 175 Gln Ala Gln His Thr Pro Thr Gln Gln Glu Leu Asn Gly Lys Asp Tyr             180 185 190 His Thr Tyr Met Gly Lys Val Leu Arg Leu Asn Leu Asp Gly Ser Ile         195 200 205 Pro Lys Asp Asn Pro Ser Phe Asn Gly Val Val Ser His Ile Tyr Thr     210 215 220 Leu Gly His Arg Asn Pro Gln Gly Leu Ala Phe Thr Pro Asn Gly Lys 225 230 235 240 Leu Leu Gln Ser Glu Gln Gly Pro Asn Ser Asp Asp Glu Ile Asn Leu                 245 250 255 Ile Val Lys Gly Gly Asn Tyr Gly Trp Pro Asn Val Ala Gly Tyr Lys             260 265 270 Asp Asp Ser Gly Tyr Ala Tyr Ala Asn Tyr Ser Ala Ala Ala Asn Lys         275 280 285 Ser Ile Lys Asp Leu Ala Gln Asn Gly Val Lys Val Ala Ala Gly Val     290 295 300 Pro Val Thr Lys Glu Ser Glu Trp Thr Gly Lys Asn Phe Val Pro Pro 305 310 315 320 Leu Lys Thr Leu Tyr Thr Val Gln Asp Thr Tyr Asn Tyr Asn Asp Pro                 325 330 335 Thr Cys Gly Glu Met Thr Tyr Ile Cys Trp Pro Thr Val Ala Pro Ser             340 345 350 Ser Ala Tyr Val Tyr Lys Gly Gly Lys Lys Ala Ile Thr Gly Trp Glu         355 360 365 Asn Thr Leu Leu Val Pro Ser Leu Lys Arg Gly Val Ile Phe Arg Ile     370 375 380 Lys Leu Asp Pro Thr Tyr Ser Thr Thr Tyr Asp Asp Ala Val Pro Met 385 390 395 400 Phe Lys Ser Asn Asn Arg Tyr Arg Asp Val Ile Ala Ser Pro Asp Gly                 405 410 415 Asn Val Leu Tyr Val Leu Thr Asp Thr Ala Gly Asn Val Gln Lys Asp             420 425 430 Asp Gly Ser Val Thr Asn Thr Leu Glu Asn Pro Gly Ser Leu Ile Lys         435 440 445 Phe Thr Tyr Lys Ala Lys     450 <210> 3 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer sequence for T348G sense strand <400> 3 catttgctgg ccaggggttg caccgtcat 29 <210> 4 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer sequence for T348G antisense strand <400> 4 atgacggtgc aacccctggc cagcaaatg 29 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sequencing primer GDH 1 <400> 5 ttaacgtgct gaacagccgg 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sequencing primer GDH 2 <400> 6 atatgggtaa agtactacgc 20 <210> 7 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Wobbled insertion primer in429X_F sense strand <220> <221> misc_feature (222) (12) .. (14) N is a, c, g, or t <400> 7 ctgccggaaa tnnngtccaa aaagatg 27 <210> 8 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Wobbled insertion primer in429X_R anti sense strand <220> <221> misc_feature (222) (14) .. (16) N is a, c, g, or t <400> 8 catctttttg gacnnnattt ccggcag 27 <210> 9 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> insP429 <400> 9 gatactgccg gaaatccagt ccaaaaag 28 <210> 10 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> insP429_R <400> 10 ctttttggac tggtcctccg gcagtatc 28 <210> 11 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic peptide <220> <221> misc_feature (222) (3) .. (3) <223> Xaa can be any naturally occurring amino acid <400> 11 Gly Asn Xaa Val Gln Lys Asp 1 5  

Claims (22)

PQQ-의존성 가용성 글루코오스 디히드로게나아제 (s-GDH) 로도 알려진 EC 1.1.99.17 의 가용성 형태의 변이체로서, 상기 변이체가 A. 칼코아세티커스 (A. calcoaceticus) (SEQ ID NO: 2) 로부터 알려진 s-GDH 야생형 서열의 428 및 429 위치 사이에 페닐알라닌, 루신, 메티오닌 또는 프롤린으로부터 선택되는 하나의 아미노산 잔기의 삽입을 포함하고 348 위치의 트레오닌에 알라닌, 글리신 또는 세린으로부터 선택되는 하나의 아미노산 잔기의 치환을 추가로 포함하는 변이체.A soluble form of EC 1.1.99.17, also known as PQQ-dependent soluble glucose dehydrogenase (s-GDH), wherein the variant is known from A. calcoaceticus (SEQ ID NO: 2) substitution of one amino acid residue selected from alanine, glycine or serine to threonine at position 348 between insertions of one amino acid residue selected from phenylalanine, leucine, methionine or proline between positions 428 and 429 of the s-GDH wild type sequence Variants further comprising. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 삽입된 아미노산이 프롤린인 변이체.The variant of claim 1, wherein said inserted amino acid is proline. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 428 위치의 아스파라긴이 루신, 프롤린 또는 발린으로부터 선택되는 하나의 아미노산 잔기로 치환되는 것을 추가로 특징으로 하는 PQQ-의존성 s-GDH 의 변이체.The variant of PQQ-dependent s-GDH according to claim 1, wherein asparagine at position 428 is substituted with one amino acid residue selected from leucine, proline or valine. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 171 위치의 타이로신에 알라닌, 메티오닌 또는 글리신으로부터 선택되는 하나의 아미노산의 치환을 추가로 포함하는 변이체.The variant of claim 1, further comprising a substitution of one amino acid selected from alanine, methionine or glycine for tyrosine at position 171. 제 1 항에 있어서, 245 위치의 글루탐산에 아스파르트산, 아스파라긴 또는 글루타민으로부터 선택되는 하나의 아미노산의 치환을 추가로 포함하는 변이체.The variant of claim 1, further comprising substitution of glutamic acid at position 245 with one amino acid selected from aspartic acid, asparagine or glutamine. 제 1 항에 있어서, 341 위치의 메티오닌에 발린, 알라닌, 루신 또는 이소루신으로부터 선택되는 하나의 아미노산의 치환을 추가로 포함하는 변이체.The variant of claim 1, further comprising a substitution of one amino acid selected from valine, alanine, leucine or isoleucine at methionine at position 341. 제 1 항에 있어서, 169 위치의 루신에 페닐알라닌, 타이로신 또는 트립토판으로부터 선택되는 하나의 아미노산의 치환을 추가로 포함하는 변이체.The variant of claim 1, further comprising a substitution of one amino acid selected from phenylalanine, tyrosine, or tryptophan with leucine at position 169. 제 1 항에 있어서, 349 위치의 발린에 알라닌 또는 글리신의 치환을 추가로 포함하는 변이체.The variant of claim 1, further comprising a substitution of alanine or glycine for valine at position 349. 제 1 항에 따른 s-GDH 변이체 단백질을 엔코딩하는 단리된 폴리뉴클레오티드.An isolated polynucleotide encoding the s-GDH variant protein according to claim 1. 숙주 세포 내의 폴리뉴클레오티드의 발현을 촉진시킬 수 있는 프로모터 서열에 작용가능하게 연결된 (operably linked) 제 14 항에 정의된 바와 같은, 단리된 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터. An expression vector comprising said isolated polynucleotide as defined in claim 14 operably linked to a promoter sequence capable of promoting expression of the polynucleotide in a host cell. 제 15 항의 발현 벡터를 포함하는 숙주 세포.A host cell comprising the expression vector of claim 15. s-GDH 변이체 제조 방법으로서, 효소 변이체의 제조에 적합한 조건 하에서 제 16 항의 숙주 세포를 배양하는 것을 포함하는 방법.A method of preparing an s-GDH variant, the method comprising culturing the host cell of claim 16 under conditions suitable for preparing an enzyme variant. 세포가 없는 펩티드 합성 시스템에서 발현을 촉진시킬 수 있는 프로모터 서열에 작용가능하게 연결된 제 14 항에 정의된 바와 같은 단리된 폴리뉴클레오티드 를 포함하는 발현 벡터. An expression vector comprising an isolated polynucleotide as defined in claim 14 operably linked to a promoter sequence capable of promoting expression in a cell free peptide synthesis system. 삭제delete 제 1 항에 따른 s-GDH 변이체를 사용하여 시료 중 글루코오스를 검출, 결정 또는 측정하는 방법으로서, 상기 개선은 시료를 상기 변이체와 접촉시키는 것을 포함하는 방법.A method of detecting, determining or measuring glucose in a sample using the s-GDH variant according to claim 1, wherein said improvement comprises contacting the sample with said variant. 제 20 항에 있어서, 글루코오스의 상기 검출, 결정 또는 측정이 센서 또는 테스트 스트립 장치를 사용하여 수행되는 것을 추가로 특징으로 하는 방법.21. The method of claim 20, wherein said detection, determination, or measurement of glucose is further performed using a sensor or test strip device. 제 1 항에 따른 s-GDH 변이체를 포함하는, 시료 중 글루코오스의 검출 또는 측정을 위한 장치.Device for the detection or measurement of glucose in a sample comprising the s-GDH variant according to claim 1.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2008013001A (en) 2006-04-13 2008-10-17 Hoffmann La Roche Improved mutants of pyrroloquinoline quinone dependent soluble glucose dehydrogenase.
EP2329255A4 (en) 2008-08-27 2014-04-09 Edwards Lifesciences Corp Analyte sensor
FR2948680B1 (en) 2009-07-28 2013-10-04 Centre Nat Rech Scient NEW MUTANTS OF THE PQQ S-GDH
US9234239B2 (en) * 2009-10-23 2016-01-12 Life Technologies Corporation Systems and methods for error correction in DNA sequencing
CN103003440B (en) 2010-07-23 2015-11-25 霍夫曼-拉罗奇有限公司 Containing the composition of zwitterionic buffer and the purposes in electroanalysis apparatus and method thereof
EP2465936A1 (en) 2010-12-20 2012-06-20 LEK Pharmaceuticals d.d. Enzymatic synthesis of statins and intermediates thereof
US20130337485A1 (en) 2010-12-20 2013-12-19 Lek Pharmaceuticals D.D Enzymatic synthesis of active pharmaceutical ingredient and intermediates thereof
EP2656058A1 (en) 2010-12-22 2013-10-30 Roche Diagnostics GmbH Systems and methods to compensate for sources of error during electrochemical testing
CN105331591B (en) 2015-10-29 2020-02-28 英科隆生物技术(杭州)有限公司 PQQ-sGDH mutant, polynucleotide and glucose detection device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5997817A (en) * 1997-12-05 1999-12-07 Roche Diagnostics Corporation Electrochemical biosensor test strip
US6057120A (en) * 1996-09-24 2000-05-02 Roche Diagnostics Gmbh Redox-active compounds and their use

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3716957A1 (en) 1987-05-20 1988-12-01 Boehringer Mannheim Gmbh EXPRESSION VECTOR FOR ADJUSTABLE EXPRESSION OF FOREIGN GENES IN PROKARYONTS
DE4311464A1 (en) 1993-04-08 1994-10-13 Boehringer Mannheim Gmbh Method for the colorimetric determination of an analyte with a PQQ-dependent dehydrogenase
JPH10243786A (en) 1997-03-03 1998-09-14 Koji Hayade Modified glucose dehydrogenase
JPH11243949A (en) 1998-03-03 1999-09-14 Toyobo Co Ltd Glucose dehydrogenase having pqq as prosthetic group and its production
JP2000350588A (en) * 1999-04-08 2000-12-19 Koji Hayade Glucose dehydrogenase
TWI224136B (en) * 1999-04-30 2004-11-21 Koji Sode Glucose dehydrogenase
EP1332216B1 (en) * 2000-10-27 2011-08-17 Roche Diagnostics GmbH Variants of soluble pyrroloquinoline quinone-dependent glucose dehydrogenase
US6507120B2 (en) * 2000-12-22 2003-01-14 Siliconware Precision Industries Co., Ltd. Flip chip type quad flat non-leaded package
US7476525B2 (en) * 2002-05-27 2009-01-13 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Modified pyrroloquinoline quinone (PQQ) dependent glucose dehydrogenase with superior substrate specificity and stability
JP2004173538A (en) 2002-11-25 2004-06-24 Amano Enzyme Inc Pyrroloquinolinequinone dependent glucose dehydrogenase

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6057120A (en) * 1996-09-24 2000-05-02 Roche Diagnostics Gmbh Redox-active compounds and their use
US5997817A (en) * 1997-12-05 1999-12-07 Roche Diagnostics Corporation Electrochemical biosensor test strip

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Publication number Publication date
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